JPS61247265A - Linear driving gear - Google Patents
Linear driving gearInfo
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- JPS61247265A JPS61247265A JP8717985A JP8717985A JPS61247265A JP S61247265 A JPS61247265 A JP S61247265A JP 8717985 A JP8717985 A JP 8717985A JP 8717985 A JP8717985 A JP 8717985A JP S61247265 A JPS61247265 A JP S61247265A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は垂直あるいは傾斜方向に移動体が移動する直線
駆動装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a linear drive device in which a moving body moves vertically or in an inclined direction.
移動体が固定体に対して直線状に平行移動する駆動装置
としては、従来からりニアモータが存在する。このリニ
アモータは移動子が固定子に対して水平方向に移動する
ことにより、その特性が発揮されるものである。しかし
ながら、垂直方向あるいは所定の傾斜角度を有する領域
での動作においては、移動子の重量がリニアモータの特
性に影響するので、加速、減速および速度維持、停止等
の精度はｉ制御部側の指令に対してバラツキを生じ、不
安定な状態となる。これは、移動子の重力がリニアモー
タの推力に対して、移動子の上昇動作の場合はマイナス
に作用し、下降動作の場合はプラスに作用するため、制
御部側の指令に則してコントロールできないからである
。特に、入力パルス信号に応じて所定のステップ員ずつ
移動するりニアパルスモータの場合には、制御指令とパ
ルス位置とが移動子の重力でずれ易く、このずれにより
脱調する不都合がある。2. Description of the Related Art Conventionally, a linear motor has been used as a driving device for moving a movable body linearly parallel to a fixed body. This linear motor exhibits its characteristics when the mover moves in the horizontal direction with respect to the stator. However, when operating in the vertical direction or in an area with a predetermined inclination angle, the weight of the slider affects the characteristics of the linear motor, so the accuracy of acceleration, deceleration, speed maintenance, stopping, etc. is determined by the i-control unit's commands. There will be variations in the value, resulting in an unstable state. This is because the gravity of the slider acts negatively on the thrust of the linear motor when the slider moves upwards, and positively when it moves downwards, so it is controlled according to commands from the control unit. Because you can't. In particular, in the case of a near-pulse motor that moves by a predetermined number of steps in response to an input pulse signal, the control command and the pulse position are likely to deviate due to the gravity of the mover, and this deviation causes the problem of step-out.
以上のことからリニアモータの推力を増して、移動子の
重量の影響を小さくするために従来は、１の移動子の両
面に固定子巻線を跨がせるように配設して推力の増加を
図っている。しかしながら、この構造では固定子ティー
スと移動子とのギャップ面を移動子の両側で常に一定に
なるように保つための複雑な移動子案内機構が必要とな
るばかりでなく、固定子巻線を２基必要とするため、高
価となっている。From the above, in order to increase the thrust of the linear motor and reduce the influence of the weight of the mover, conventional methods have been to increase the thrust by arranging the stator windings so as to straddle both sides of one mover. We are trying to However, this structure not only requires a complicated slider guide mechanism to keep the gap plane between the stator teeth and the slider constant on both sides of the slider, but also requires two stator windings. It is expensive because it requires a base.
一方、固定子の巻線を大きくして単一の固定子で推力を
増大させる工夫もなされているが、移動子もそれにつれ
て大きくなって重量も増え、垂直方向や傾斜方向へ移動
するりニアモータには効果的な推力増大とはなっていな
い。さらに、垂直方向や傾斜方向に移動子が動作するり
ニアモータにおいては上記のような制御性の問題点の外
にモータの電源のｒＯＦＦＪによって移動子の重Ｑで移
動子が下降する現象が生じる。この効果により、電源を
切った時のＩ１１部側の記憶位置と被制御部側の位置と
が異なるため、次の電源「ＯＮ」時に両者の位置合わせ
を行う必要が生じたり、移動子の破損を招いている。ま
た、平行移動する移動子の検出を行う位置検出器は一般
に、回転形検出器などの他の検出器に比べ、高価でもあ
る。On the other hand, efforts have been made to increase the thrust force with a single stator by increasing the size of the stator windings, but the mover also becomes larger and weighs more, making it difficult to move vertically or inclinedly, or to use a near motor. This is not an effective thrust increase. Furthermore, in a near motor in which the movable element operates vertically or in an inclined direction, in addition to the above-mentioned controllability problems, a phenomenon occurs in which the movable element is lowered by the weight Q of the movable element when the power supply of the motor is turned OFF. Due to this effect, when the power is turned off, the memory position of the I11 section and the position of the controlled section are different, so it may be necessary to align the two when the power is turned on next time, or the mover may be damaged. is inviting. Furthermore, position detectors that detect a moving element that moves in parallel are generally more expensive than other detectors such as rotary detectors.
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、垂直
あるいは傾斜方向に移動する移動体の重量の影響をなく
した直線駆動装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a linear drive device that eliminates the influence of the weight of a moving body moving vertically or in an inclined direction.
上記目的を達成するため、本発明による直線駆動装置は
、帯状に重ね巻きしたばね板の引き出し側と支持側とを
、移動体と固定体とに連結し、このばね板の伸び若しく
は戻りを検出して移動体の位置検出を行うようにし、ば
ね板の張力で移動体の重力を消去するようにしたことを
特徴としている。In order to achieve the above object, the linear drive device according to the present invention connects the pull-out side and support side of a spring plate wound in layers in a band shape to a movable body and a fixed body, and detects the extension or return of this spring plate. The device is characterized in that the position of the moving body is detected by using the spring plate, and the gravity of the moving body is canceled by the tension of the spring plate.
（実施例〕
以下、本発明による直線駆動装置を第１図ないし第５図
の実施例を参照して具体的に説明する。(Embodiments) Hereinafter, a linear drive device according to the present invention will be specifically explained with reference to embodiments shown in FIGS. 1 to 5.
第１図、第２図は本発明の一実施例の正面図および側面
図、第３図は第１図の■−■線断面図である。この実施
例は本発明による直線駆動装置をリニアモータに適用し
たものであり、モータ固定台１に固定子枠６が取り付け
られ、この固定子枠６の開放端部に移動子枠２が突合さ
れている。固定子枠６内には固定体である固定子７が取
り付けられ、この固定子７に一次巻線７ａが施されてい
る。一方、移動子枠２の左右には上下方向のスリーブ軸
受５が取り付けられており、このスリーブ軸受５内に上
下移動のガイドとなるガイドロッド４が貫通している。1 and 2 are a front view and a side view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 1. In this embodiment, the linear drive device according to the present invention is applied to a linear motor, and a stator frame 6 is attached to a motor fixed base 1, and a movable frame 2 is butted against the open end of the stator frame 6. ing. A stator 7, which is a fixed body, is attached within the stator frame 6, and a primary winding 7a is provided on the stator 7. On the other hand, vertical sleeve bearings 5 are attached to the left and right sides of the slider frame 2, and a guide rod 4 that serves as a guide for vertical movement passes through the sleeve bearings 5.
又、この移動子枠２内には移動体である移動子３が設け
られている。この移動子３は中空状の矩形断面からなり
、固定子７との対向面に二次導体２２が取り付けられ、
二次導体２２と固定子７との間に所定の磁気空隙８が形
成されている。従って、リード線２１から固定子７の巻
線７ａに通電すると移動子３は固定子と平行に上下方向
に直線状に移動する。Further, within the movable element frame 2, a movable element 3, which is a moving body, is provided. The mover 3 has a hollow rectangular cross section, and a secondary conductor 22 is attached to the surface facing the stator 7.
A predetermined magnetic gap 8 is formed between the secondary conductor 22 and the stator 7. Therefore, when the winding 7a of the stator 7 is energized from the lead wire 21, the mover 3 moves linearly in the vertical direction parallel to the stator.
このような移動子３の下端には、移動子３の重量を消去
するための定張力ばねユニット９が取り付けられている
。この定張力ばねユニット９は、移動子３の下端面に固
着されたユニット枠１０内に回転可能に支承されたボビ
ン１３と、このボビン１３に帯状に重ね巻きされたばね
板１４と、ばね板１４の伸びもしくは戻りを検出する位
置検出手段とからなっている。前記ボビン１３は円筒体
からなり、ユニット枠１０に固定されたシャフト１６．
１７を回転中心として軸受１１，１２を介して回転自在
に支承されている。又、ばね板１４は厚さ０．２〜０．
５ａｍの薄帯鋼板からなり、一定の曲率で弯曲されてボ
ビン１３の外周面に重ね巻きされており、直線状に引き
伸ばすと、その戻り力はどの位置でも同一となるように
なっている。A constant tension spring unit 9 is attached to the lower end of the mover 3 to eliminate the weight of the mover 3. This constant tension spring unit 9 includes a bobbin 13 rotatably supported within a unit frame 10 fixed to the lower end surface of the slider 3, a spring plate 14 wound around the bobbin 13 in a band-like manner, and a spring plate 14 wound around the bobbin 13 in a band-like manner. position detection means for detecting the extension or return of the The bobbin 13 is made of a cylindrical body and has a shaft 16 fixed to the unit frame 10.
It is rotatably supported via bearings 11 and 12 with rotation center 17 as the center of rotation. Further, the spring plate 14 has a thickness of 0.2 to 0.
It is made of a 5 am thin strip steel plate, which is curved at a constant curvature and wound around the outer peripheral surface of the bobbin 13, so that when it is stretched in a straight line, the return force is the same at any position.
そして、ボビン１３から引き出された引き出し端部は前
記移動子枠２に連結されると共に、引き出されたばね板
１４の戻り力は移動子３のｆ［ｆｌｌと定張力ばねユニ
ット９とのｌｆｆ１を加えた重力に等しくなっており、
ばね板により移動子重量が消去されるようになっている
。前記位置検出手段は、ボビン１３の内周面に固定され
た回転子１８と、シャフト１６の軸部１６ａに取り付け
られた固定子１９とからなるアウターロータ形回転検出
器によって形成されており、ばね板１４の引き出しおよ
び戻りによってボビン１３が回転すると、回転子１８が
ボビン１３と一体となって回転し、この回転を検出して
信号ケーブル２０から制御部側（図示せず）に取り出す
ようになっている。The end of the drawer pulled out from the bobbin 13 is connected to the slider frame 2, and the return force of the pulled-out spring plate 14 is the sum of f[fll of the slider 3 and lff1 of the constant tension spring unit 9. is equal to the gravitational force
The spring plate eliminates the weight of the slider. The position detection means is formed by an outer rotor type rotation detector consisting of a rotor 18 fixed to the inner circumferential surface of the bobbin 13 and a stator 19 attached to the shaft portion 16a of the shaft 16. When the bobbin 13 rotates by pulling out and returning the plate 14, the rotor 18 rotates together with the bobbin 13, detects this rotation, and takes out the signal cable 20 to the control unit side (not shown). ing.
以上のような本実施例においては、リニアモータに通電
前および通電遮断時は移動子３の重量および定張力ばね
ユニット９の重量の総和が移動子端に取り付けた定張力
ばねユニットのばね板１４による引き上げ力とバランス
しており、型出方向の力はば６板の戻り力で消去されて
いるので、移動子は静止している。次に、リニアモータ
に通電して、サーボコントロールにより上下方向に動作
させる場合には、移動子の１ｆｆｉが消去されているの
で、移動子の加速、減速あるいは定速度１位置決め等を
安定した状態で制御することができる。In this embodiment as described above, before the linear motor is energized and when the energization is cut off, the sum of the weight of the mover 3 and the weight of the constant tension spring unit 9 is the same as the spring plate 14 of the constant tension spring unit attached to the end of the mover. Since the force in the molding direction is canceled by the return force of the leaf 6, the mover remains stationary. Next, when the linear motor is energized and moved in the vertical direction by servo control, 1ffi of the mover is erased, so acceleration, deceleration, or constant speed 1 positioning of the mover can be performed in a stable state. can be controlled.
又、移動子が動作すると、定張力ばねユニット９のボビ
ンはその動き量に略等しい回転をする。従つて、ボビン
１３内に取り付けられた位置検出手段により制御部側へ
正確に移動子の位置や移動速度を伝達することができる
。Furthermore, when the mover operates, the bobbin of the constant tension spring unit 9 rotates approximately equal to the amount of movement thereof. Therefore, the position detection means installed in the bobbin 13 can accurately transmit the position and moving speed of the mover to the control section.
第６図は本発明の別の実施例を示す正面図である。同図
はばね板１４が重ね巻きされる定張力ばねユニット９が
固定子枠９に取り付けられ、ボビンから引き出された端
部１５が移動子３の下端部に連結された構造を示してお
り、この場合にもばね、板の戻り力で移動子の重量が消
去されるから、移動子の移動、停止を正確に制御するこ
とができる。FIG. 6 is a front view showing another embodiment of the present invention. The figure shows a structure in which a constant tension spring unit 9 on which a spring plate 14 is wound in an overlapping manner is attached to a stator frame 9, and an end 15 pulled out from a bobbin is connected to the lower end of a slider 3. In this case as well, the weight of the movable element is eliminated by the return force of the spring and plate, so that movement and stopping of the movable element can be accurately controlled.
なお、以上の実施例は本発明をリニアモータに適用した
ものであるが、本発明はこれに限らず、ボールねじを回
転支持する駆動部を固定体とし、このボールねじに螺合
するボールねじナツトを移動体としてもよく、移動体を
垂直方向でなく、斜めに傾斜した方向に移動させてもよ
い。又、移動体を中空状としないで、金属薄板を積層し
て形成しても、中空の金属ブロックで形成してもよい。Although the above embodiments apply the present invention to a linear motor, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The nut may be used as a moving body, and the moving body may be moved not in a vertical direction but in an oblique direction. Moreover, the moving body may not be hollow, but may be formed by laminating thin metal plates, or may be formed from a hollow metal block.
さらには、位置検出手段にアウターロータ形回転形検出
器を使用しないで、ばね板に１又は長さ方向に２以上の
孔を穿設すると共に、このばね板に対向する固定体支持
部に光式もしくは磁気式の検出器を配設して、ばね板の
伸びもしくは戻りを検出するようにしてもよい。Furthermore, instead of using an outer rotor type rotating detector as the position detecting means, one hole or two or more holes are bored in the spring plate in the length direction, and a fixed body support part facing the spring plate is provided with a light beam. A type or magnetic type detector may be provided to detect the extension or return of the spring plate.
以上のとおり本発明によれば、垂直あるいは傾斜方向に
移動する移動体の重量をばね板の張力で消去するように
したから、移動体を安定して制御することができると共
に、移動体を定位置に停止させることができる。又、８
１１体の位置検出をばね体の伸び又は戻り量で検出する
から、検出を確実に、かつ迅速に行うことができる。As described above, according to the present invention, since the weight of a moving body moving vertically or in an inclined direction is eliminated by the tension of the spring plate, it is possible to stably control the moving body and to keep the moving body constant. It can be stopped at any position. Also, 8
Since the positions of the 11 bodies are detected by the amount of extension or return of the spring bodies, the detection can be performed reliably and quickly.
第１図は本発明をリニアモータに適用した実施例の正面
図、第２図および第３図はその側面図およびｍ−ｍａ１
ｇｉ面図、第４図および第５図は定張力ばねユニットの
断面図および平面図、第６図は別の実施例の正面図であ
る。
３・・・移動子、７・・・固定子、９・・・定張力ばね
ユニット、１３・・・ボビン、１４・・・ばね板、１８
．１９・・・位置検出手段。
出願人代理人 猪 股 清第１図
第２図
笛５箇FIG. 1 is a front view of an embodiment in which the present invention is applied to a linear motor, and FIGS. 2 and 3 are side views and m-ma1
gi plane view, FIGS. 4 and 5 are a sectional view and a plan view of the constant tension spring unit, and FIG. 6 is a front view of another embodiment. 3... Mover, 7... Stator, 9... Constant tension spring unit, 13... Bobbin, 14... Spring plate, 18
．． 19...Position detection means. Applicant's agent Kiyoshi Inomata Figure 1
Figure 2 5 whistles
Claims (1)
状に平行移動する移動体に、回転自在に支承されたボビ
ンに帯状に重ね巻きしたばね板の引き出し側もしくは支
持側のいずれか一方側を固定すると共に、このばね板の
他方側を前記固定体に固定し、前記ばね板の伸びもしく
は戻りを検出して前記移動体の位置検出を行うことを特
徴とする直線駆動装置。 ２、前記固定体がリニアモータの固定子で、移動体が前
記固定子と空隙を介して対向する移動子である特許請求
の範囲第１項記載の直線駆動装置。 ３、前記固定体がボールねじを回転支持する駆動部で、
移動体が前記ボールねじに螺合するボールねじナットで
ある特許請求の範囲第１項記載の直線駆動装置。 ４、前記ボビンを円筒状に形成し、このボビン内に、内
周面に回転子を取り付けるようにしてアウターロータ形
回転形検出器を設置し、前記ばね板の伸びもしくは戻り
を前記ボビンを介して前記回転子の回転に変換し、移動
体の位置検出を行う特許請求の範囲第１項ないし第３項
のいずれかの項に記載の直線駆動装置。 ５、前記ばね板に１つもしくは複数の孔を設けると共に
、前記ばね板と対向する固定体支持部に光式もしくは磁
気式の検出器を設け、前記ばね板の伸びもしくは戻りを
検出して移動体の位置検出を行う特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかの項に記載の直線駆動装置。[Scope of Claims] 1. A pull-out side or support of a spring plate wound in a band-like manner around a bobbin that is rotatably supported by a movable body that moves vertically or in an inclined direction and linearly parallel to a fixed body. A straight line characterized in that one side of the spring plate is fixed, and the other side of the spring plate is fixed to the fixed body, and the position of the moving body is detected by detecting the extension or return of the spring plate. Drive device. 2. The linear drive device according to claim 1, wherein the fixed body is a stator of a linear motor, and the movable body is a movable element facing the stator with a gap therebetween. 3. A drive unit in which the fixed body rotationally supports the ball screw,
The linear drive device according to claim 1, wherein the moving body is a ball screw nut screwed onto the ball screw. 4. The bobbin is formed into a cylindrical shape, and an outer rotor type rotating detector is installed in the bobbin with a rotor attached to the inner peripheral surface, and the extension or return of the spring plate is controlled through the bobbin. The linear drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the linear drive device detects the position of a moving body by converting the rotation into rotation of the rotor. 5. Providing one or more holes in the spring plate, and providing an optical or magnetic detector on the fixed body support portion facing the spring plate to detect the extension or return of the spring plate and move it. A linear drive device according to any one of claims 1 to 3, which detects the position of a body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8717985A JPS61247265A (en) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | Linear driving gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8717985A JPS61247265A (en) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | Linear driving gear |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247265A true JPS61247265A (en) | 1986-11-04 |
| JPH022383B2 JPH022383B2 (en) | 1990-01-17 |
Family
ID=13907760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8717985A Granted JPS61247265A (en) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | Linear driving gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61247265A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1320178A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-18 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Mechanism for compensating the gravitational force acting on a slider of a linear motor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1985
- 1985-04-23 JP JP8717985A patent/JPS61247265A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH022383B2 (en) | 1990-01-17 |
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