TWI233249B - Linear motor actuator - Google Patents

Description

1233249 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲，關於使用直線導軌將台盤等的可動體對於 基座等的固定部支持其自由自在往返動作，使用直線電動 機產生之推動力及制動力將前述可動體可以對於固定部決 定反復位置之直線電動機傳動裝置，詳細爲，關於爲了改 良前述直線電動機與直線導軌輕巧一體化。 【先前技術】 對於基座等的可動體給予直線運動，並且此類使可動 體在所指定位置停止之直線電動機傳動裝置爲，在工作用 機械的各種基座、產業用機械人的行走部、各種搬運裝置 等多被使用。以往，關於此種的直線電動機傳動裝置，作 爲給予前述可動體推動力及制動力之驅動方法時，如以使 用滾珠導螺桿將電動機的轉動轉換成直線運動的構成之者 、或使用架在一對的滑輪迴轉無邊的正時皮帶將電動機的 轉動換成直線運動的構成之者以爲人知，但近年來使用直 線電動機作爲驅動方法之傳動裝置，即各種直線電動機傳 動裝置出現登場。 作爲最普通的直線電動機傳動裝置爲，在基座與外罩 等的固定部上使用一對的直線導軌支持前述可動體自由自 在往返動作，並構成直線電動機之固定子及可動子如互相 面對般各個安裝在固定部及可動部之者已爲人知（日本特 開平10-2 90 5 60號公報等）。具體的爲，對於前述固定部 1233249 (2) 設置直線導軌的軌道軌並與該軌道軌平行安裝直線電動機 的固定子，另外前述可動體爲安裝直線導軌的滑塊及直線 電動機的可動子，藉由將可動體側的滑塊組裝於軌道軌上 使得前述可動體在固定部上支持其自由自在往返動作，並 如互相相對般安裝固定部側的固定子與可動體側的可動子 〇 直線電動機傳動裝置爲，爲了確保可動體的移動精度 直線導軌的軌道軌與直線電動機的固定子的平行度爲重要 ，又，爲了充分的發揮推動力直線電動機的固定子與可動 子以所指定的氣隙使其相對也爲重要。但，如前述之直線 導軌與直線電動機完全分離的直線電動機傳動裝置爲，考 慮這些要點組裝爲非常困難，而且爲費時的作業。 又，做爲直線電動機代表性之者爲，從使用永久磁鐵 之磁場磁鐵與捲上線圈的電樞構成所謂的同步電動機，做 爲此同步電動機爲，有擁有電樞由磁性體所形成之核之附 加核型式與，沒有具備此類核的無核型式的存在。由可得 到大的推動力的觀點來看附加核型式爲有利，但因存在此 類核，電樞在無電流通電時，也有相當於電樞與磁場磁鐵 間的數倍推動力之磁氣吸引力作用。因此，採用附加核型 式的直線電動機時，前述的組裝作業爲更困難。 此外，做爲直線導軌及直線電動機一體化的直線電動 機傳動裝置爲，在日本特開平5 -22 7729號公報及日本特 開200卜2 5229號公報開示之者爲眾所皆知。前者的日本 特開平5-22729號所開示的直線電動機傳動裝置爲，對於 1233249 (3) 軌道軌沿著延伸方向形成凹溝並’此凹溝內的收藏電樞’ 滑塊爲跨越前述軌道軌以鞍狀形成。此類滑塊爲在與軌道 軌側的電樞相對位置上磁場磁鐵被固定’則述電樞電流通 電後，藉由佛萊明左手定律使磁場磁鐵所裝載的滑塊有推 動力作用，此類的滑塊成爲沿著軌道軌移動。即’此直線 傳動裝置爲以磁場磁鐵做爲可動子之可動磁鐵型之直線電 動機傳動裝置。 但，可動磁鐵型的直線電動機傳動裝置爲，有經軌道 軌的全長設置電樞的需要，又，爲了高精度的設定傳動裝 置的分解能，有細分化電樞線圈的需要，滑塊來回長度設 定長時，電樞線圈的製作費工，而且有增加成本的缺陷在 〇 相反的，後者的日本特開200 1 -25229號公報所開示 的直線電動機傳動裝置爲電樞與滑塊一同移動之所謂的可 動線圏型。即，磁場磁鐵爲對於直線導軌的軌道軌直接固 定另外，電樞爲裝載滑塊，電樞通電電流刺激電樞線圈後 ，此類電樞所裝載的滑塊沿著軌道軌移動。 但，此直線電動機傳動裝置爲，電樞及磁場磁鐵各個 固定於直線導軌的滑塊及軌道軌，但軌道軌及滑塊非爲內 藏及固定於外部，傳動裝置此物變的大型化之缺陷。又， 運輸作業及基座等的固定部組裝時，也有磁場磁鐵與電樞 碰撞周邊機器使其破損的危險性。 【發明內容】 1233249 (4) 本發明爲以此般的問題點作爲借鏡之者，以其爲目的 之標的爲，提供對於台盤等的可動體可以給予大的推動力 ，並且以一體化組合直線導軌與直線電動機之輕巧構成， 得以廉價製作並容易使用之直線電動機傳動裝置。 爲達成此類目的之本發明的直線電動機傳動裝置爲， 具備擁有從固定基座部底的固定機台部所直立設置一對的 側壁部，並藉由這固定基座部及側壁部所圍繞的內部通路 形成通道狀，在各側壁部安裝面對前述內部通路之滾珠轉 動溝形成之軌道軌；和具備多數的滾珠轉動前述滾珠轉動 溝並且具備循環這些滾珠之無限循環路徑，經由這些滾珠 在前述軌道軌的一對側壁間組裝在前述軌道軌的內部通路 自在往返動作的床台構造體；和沿著前述軌道軌的延伸方 向N極及S極交互排列，並此類在軌道軌上磁場磁鐵被 固定；和相當於面對此磁場磁鐵設置前述床台構造體此類 與磁場磁鐵一起構成直線電動機，對於前述床台構造體沿 著軌道軌的延伸方向執行推動力或制動力之電樞。 前述床台構造體爲具備，備有前述滾珠的無線循環路 並前述軌道軌的內部通路內一邊前後動一邊移動的一對滑 塊，和這些的滑塊至於所指定間隔互相連結並形成可動體 的安裝面之結合頂板。因一對的滑塊爲取間隔以前述結合 頂板連結，在軌道軌的內部通路內這些滑塊間形成空間’ 但這空間爲作爲電樞的收容空間的機能。又’前述電樞爲 ，具備在置於一定間隔的一對的滑塊前數的結合頂板上所 固定的軌道軌的內部通路內之位置，並沿著前述軌道軌的 -8- 1233249 (5) 延伸方向以所指定的間隔形成複數的缺口及齒之梳齒狀的 電樞核’和如埋在前述缺口般捲在電樞核的齒上之線圈， 即’前述電樞爲將其從結合頂板向下懸吊配置於軌道軌的 內部通路內’換句話說，連結一對滑塊的結合天板成爲前 述內部通路的蓋，使其成爲電樞密閉在內部通路內般的構 造。即’本發明爲構成直線電動機的電樞完全收容在內部 通路內’採用此類電樞對於外部完全不顯露的構造。又， 於此電樞一起構成直線電動機的磁場磁鐵爲，前述磁場磁 鐵爲將前述軌道軌的固定基座部做爲磁軛，與軌道軌內部 通路內收容的電樞核配置於相對位置。因此，本發明之直 線電動機傳動裝置爲，構成直線電動機的店書及磁場磁鐵 ，與構成直線導軌的床台構造體及軌道軌完全成爲一體化 ，並且因爲所有收藏於直線導軌內部，成爲極輕巧之構成 。又，因爲直線電動機沒有露出通道狀形成之軌道軌的外 部，關於運輸作業與安裝作業的操作非常容易。 又，前述電樞爲對於結合頂板直接固定另外，磁場磁 鐵也只設置在軌道軌的固定基座部上’因爲爲了安裝這至 床台構造體及軌道軌上，不需特別的塑膠覆蓋物等’而所 得到價廉製作之者。 更，本發明的直線電動機傳動裝置爲，因爲藉由適當 的變更結合電板的長度，可以任意設定一對滑塊的間隔， 依照使用用途確保床台構造體所要求的推動力’可使軌道 軌延伸方向之電樞的組數適當的變更’可對於床台構造體 的推動力過與不足柔軟的對應。 -9 - 1233249 (6) 爲了充分確保給予床台構造體的推動力及制動力，前 述電樞爲具備從磁性體所製成的電樞核。此電樞核爲沿著 軌道軌延伸方向，換句話說爲床台構造體的移動方向以所 指定的間隔以缺口及齒交叉形成，但，做爲這些齒的形成 間隔之一例爲，當磁場磁鐵磁極反復週期爲λ時，考慮到 λ η/4 ( η :整數）之設定。 另外，因爲構成前述床台構造體之一對的滑塊爲，一 邊移動軌道軌之內部通路，一邊支持台盤等的可動體，必 須擁有強的剛性，通常爲藉由軸承鋼等的金屬材料形成。 因此，將磁場磁鐵面對軌道軌的內部通路設置後，此類磁 場磁鐵的磁力對滑塊作用，使得在前述內部通路內移動滑 塊時，對於該滑塊的移動產生間斷的阻力。此稱爲頓振之 現象，在與磁場磁鐵上裝置的複數的磁極與滑塊的位置關 係爲原因產生。此頓振的影響大時，使床台構造體的移動 速度與加速度變動，從在軌道軌上之床台構造體的停止位 置精度也會產生影響來看，此類頓振必須極力減少。因此 ，由此類觀點來看，前述滑塊的下方，即前述軌道軌的固 定基座部與相對面爲，沿著此類滑塊的移動方向交互形成 複數的缺口與齒，此類面作爲整體以梳齒狀形成爲佳，如 果以如此般的缺口與齒形成滑塊，以調整其形成間隔，磁 場磁鐵將滑塊向其移動方向吸引之磁力雖不完全也可略抵 銷，可減低頓振的產生之者。 此時，對於滑塊之缺口及齒的形成間隔適當調整沒有 阻礙，但從由形成電樞核之缺口及齒的形成間隔也如同抑 -10- 1233249 (7) 制頓振般所形成，前述滑塊的缺口及齒也與形成電樞核的 缺口及齒相同，由A η/4 ( η :整數）設定爲佳，又，希望 電樞核的齒與寬方向鄰接。 又，關於電樞核之缺口及齒的形成間隔設定爲λη/4 ( η :整數），也無法完全的排除從此類電樞核及磁場磁鐵 的位置關係所產生的頓振。再加上，如前述，滑塊其物也 從與磁場磁鐵的位置關係產生頓振。依此，從此類觀點來 看，爲了將電樞固定於床台構造體的結合頂板的固定方法 爲，希望得到對於此類結合頂板之電樞的固定位置沿著床 台構造體的移動方向可自由自在的變更之者。如此構成， 藉由對於結合頂板之電樞的固定位置沿著床台構造體的移 動方向微調整，可以找出以滑塊爲原因所發生的頓振與以 電樞核爲原因所發生的頓振互相抵消的固定位置，藉由如 此般的位置固定電樞於結合頂板，可以越早完全消解將直 線電動機組裝於直線導軌所產生的頓振。 如以上說明，藉由本發明的直線電動機傳動裝置，構 成直線電動機之電樞及磁場磁鐵與構成直線導軌的滑塊及 軌道軌完全的一體化，因爲全部收藏於直線導軌內部，成 爲極輕巧的構成，並且因爲直線電動機沒有露出在通道狀 形成的軌道軌外部，運輸作業與安裝作業的操作非常容易 。又，前述電樞爲對於前述床台構造體的頂板直接固定， 另外磁場磁鐵也只設置在軌道軌的固定基座部上，因爲安 裝這些床台構造體及軌道軌不需要特別的塑膠覆蓋物可以 以極廉價的製作。 -11 - 1233249 (8) 【實施方式】 以下’依照附圖詳細說明本發明之直線電動機傳動裝 置。 圖1爲表示適用於本發明之直線電動機傳動裝置之表 示第1實施例之者。此直線電動機傳動裝置爲，由通道上 所形成的軌道軌1和、裝載控制對象之可動體並且沿著軌 道軌1自在移動的床台構造體3和、裝設於前述軌道軌1 的磁場磁鐵4和、裝載於前述床台構造體3並與前述磁場 磁鐵4 一起構成直線電動機之電樞5之構成，藉由在前述 床台構造體3搭載的電樞5刺激床台構造體3沿著軌道軌 1推進，可使其在所指定位置停止之構成。 前述軌道軌1爲藉由圖示外的螺栓在基座等的固定部 擁有安裝固定基座部10並，擁有從此固定基座部10直立 的一對側壁部1 1、1 1，藉由這些的固定基座部1 0及側壁 部1 1形成凹溝狀的內部通路1 2。前述床台構造體3爲沿 著此內部通路1 2往返移動。又，面向內部通路1 2的各側 壁部1 1的內側面形成上下2條的滾珠的轉動溝1 3，此滾 珠轉動溝1 3爲沿著軌道軌1的延伸方向（紙面垂直方向 )形成。 另外，前述床台構造體3爲，由在前述軌道軌的內部 通路內配置，並在此內部通路自在的往返移動的一對滑塊 3a、3b，和此滑塊3a、3b以所指定間隔所互相連結的結 合頂板3 c所構成。此類結合頂板3 c爲由長的邊吻合軌道 軌1的延伸方向形成略長方形狀，延伸方向的兩端部爲各 -12- 1233249 (9) 個固定位於軌道軌1的內部通路12內之滑塊3a、3b，另 外結合頂板3 c本身爲位於滑塊3 a、3 b所搭載的軌道軌1 的內部通路1 2的外側。又，在前述結合頂板3 c固定的一 對滑塊3 a、3 b間設置電樞5，此類電樞5爲從結合頂板 3 c向下懸吊位於側壁部1 1的內部通路1 2。 圖2爲表示前述軌道軌1及滑塊3a、3b的斷面圖之 者。前述滑塊3 a、3 b爲由略矩狀形成，配置於軌道軌1 的內部通路1 2內，但最少一部份從軌道軌1的內部通路 1 2向外部突出，比軌道軌1的側壁部π的上端，更在上 方上位置的頂面結合頂板3 c的安裝面3 3被形成。此滑塊 3 a、3 b爲具備循環滾珠6之無限循環路徑左右各二列， 合計四列，各無限循環路徑對應軌道軌1的側壁部1 1上 形成之滾珠轉動溝1 3。 圖3爲表示前述滑塊的滾珠無限循環路徑之平面圖。 前述滑塊3 a、3 b爲，由從軸承鋼等的金屬塊形成之端蓋 34 ’和關於前述床台構造體3的移動方向在端蓋34的前 後兩端面固定的一對合成樹脂製端蓋3 5所構成。各無限 循環路徑爲，由前述端蓋3 4的外側面所形成的負荷轉動 溝3 6、和與此負荷轉動溝3 6平行在端蓋3 4形成之滾珠 回孔3 7、和前述端蓋3 5形成的U字形方向變換路3 8所 構成’多數的滾珠6 —邊負荷載重並在軌道軌1的滾珠轉 動溝1 3與端蓋3 4的負荷轉動溝3 6間轉動般構成。又， 負荷轉動溝3 6轉動結束的滾珠6爲進入一側的端蓋3 5的 方向變換路3 8從載重解放後，以無負荷狀態轉動滾珠回 -13- 1233249 (10) 孔3 7，更藉由他側的端蓋3 5的方向變換路3 8轉動，再 次至端蓋3 4的負荷轉動溝3 6循環般。尙，滾珠回孔3 7 轉動無負荷狀態的滾珠6後，此類滾珠回孔3 7的內周面 與滾珠6接觸，因爲會產生噪音，所以滾珠回孔3 7的內 周面爲藉由合成樹脂覆蓋。 上述滾珠6爲，如圖4及圖5所示，從合成樹脂所形 成的可曲性墊帶7上依照所指定的間隔配置，與此墊帶7 一起裝至滑塊3a、3b的各無限循環通路裡。此墊帶7爲 如互相鄰接的滾珠們隔離般設置間座部7 0，使這些滾珠6 在無限循環路徑內循環並防止其互相接觸。又，在前後移 動的一對間座部70間形成滾珠6的收容孔，在此收容滾 珠6。藉由此，滑塊3 a、3 b在軌道軌1的內部通路12內 高速移動也不會產生無限循環路徑內滾珠們的接觸音，可 抑制伴隨著滑塊3 a、3 b所產生的噪音外，並可防止無限 循環路徑內滾珠6的蛇行，對於軌道軌1滑塊3 a、3 b的 圓滑移動，並確保床台構造體3的圓滑移動。 如此般的構成滑塊3 a、3 b爲，藉由滾珠6前述如夾 入軌道軌1的一對側壁部1 1、1 1間配置於軌道軌1的內 部通路1 2內，因滾珠6在軌道軌1的滾珠轉動溝1 3轉動 ，成爲可以延著此類軌道軌1的延伸方向自由自在往返動 作。此時，因軌道軌1爲如包圍內部通路1 2般由通道狀 所形成有非常強的剛性，又，因前述床台構造體3也藉由 一對的滑塊3a、3b導引對於軌道軌1具備強的剛性，此 類床台構造體3沿著軌道軌1可高精度往返動作之者。 -14- 1233249 (11) 其次’對於構成直線電動機之磁場磁鐵及電樞做說明 〇 前述磁場磁鐵4爲，如圖1所示，設置在軌道軌1的 固定基座部10上，面向前述滑塊3a、3b往返動作之內部 通路1 2。即，此類固定基座部1 〇做爲磁場磁鐵4磁軛之 機能。各磁場磁鐵4爲從永久磁鐵製成，沿著軌道軌1的 延伸方向N極及S極依照所指定間隔交互排列。此些磁 場磁鐵4爲必須與軌道軌1的內部通路！ 2內之滑塊3 a、 3 b平行排列，由此軌道軌1的固定基座部丨〇上爲形成與 滾珠轉動溝1 3平行之凹溝i 4，前述磁場磁鐵4爲如嵌入 此凹溝1 4般固定軌道軌1。 另外，圖6爲，表示安裝於床台構造體之電樞5與前 述磁場磁鐵4的位置關係，沿著軌道軌1的延伸方向之縱 斷面圖。此類電樞5爲，由對於前述結合頂板3 c以螺栓 3 9固定之電樞核5 0，和捲在此電樞核5 0之線圈5 1所構 成。前述電樞核5 0爲沿著軌道軌1的延伸方向以所指定 間隔形成複數缺口，整體爲梳齒狀所被形成。此此電樞核 5 〇爲在前後形成缺口之齒5 2形成1 2個，前述線圈5 1爲 如埋入各缺口般捲在電樞核5 0的各齒5 2上。對於這些 12個的齒52，前述線圈51爲捲爲（ul、u2、u3、u4)、 (vl、v2、v3、v4) 、 （wl、w2、w3、w4)的 3 相，此 3相的線圈5 1藉由刺激，在電樞5與磁場磁鐵4間產生 吸引磁力及相斥磁力，對於前述電樞5所裝載的床台構造 體3沿著軌道軌1的延伸方向成爲可使推動力或制動力作 -15- 1233249 (12) 用。 對於捲在3相的線圈5 1之加壓電流爲基於軌道軌1 的外側所安裝的位置檢測裝置8的檢測訊號決定（參考圖 2 )。在軌道軌1的側壁部1 1的外側面以所指定的間隔反 覆描繪之線性刻度8 0被固定，另外，在床台構造體3的 結合頂板3 c爲固定以光學式讀取前述線性刻度8 0的梯狀 圖案之解碼器8 1，對於各相的線圈5 1決定加壓電流的控 制機爲，基於此類的編碼器8 1的輸出訊號把握床台構造 體3的現在位置、現在速度，依照目標位置與現在位置的 差、設定速度與現在速度的差產生電動機電流，對於各相 的線圏5 1通電。 爲了藉由直線電動機產生大的推動力，從磁場磁鐵4 所發出全部的磁束對於電樞5的作用爲重要，換句話說， 電樞5無作用分散至周圍之所謂的漏磁束使其變少爲重要 。因此，本實施方式的直線電動機爲’如圖7所示，將與 軌道軌1的延伸方向垂直交叉方向之磁場磁鐵4的寬a， 設定與同一方向電樞核50的寬相同。又，電樞核50的齒 52的前端與磁場磁鐵4的距離d設定爲0.9mm左右。因 需避開電樞5與磁場磁鐵4的接觸’前述距離d爲’對於 床台構造體3基於向下的徑向負荷作用時該滑塊3a、3b 的最大變位量決定。因此’ 4的磁束無漏出周圍對電樞核 5 0作用。 又，電樞5爲固定於床台構造體3的結合頂板3 c， 對於此類的結合頂板3 c在電樞5發生的熱能流入後’結 -16- 1233249 (13) 合頂板3 c藉由熱膨脹變形，使得結合頂板3 c上固定的電 樞5與軌道軌1側的磁場磁鐵4之間的距離變更。爲避免 結合頂板3 c的熱膨脹爲起因之不良，前述電樞5經由絕 熱材料固定於結合頂板3c，床台構造體3在內部通路32 內長時間連續往返動作時，在電樞5產生的熱能也難流入 結合頂板3 c。 具備如此般的電樞核5 0直線電動機容易得到大的推 動力的負面’從線圈5 1在無通電狀態下電樞核5 〇與磁場 磁鐵4間也有磁力作用，使電樞5與床台構造體3 一起沿 著軌道軌1延伸方向移動後，依照電樞核5 0的此齒5 2與 磁場磁鐵4的位置關係’對於床台構造體3的移動有間斷 的阻力作用的傾向。即’產生頓振。如此般的頓振對於床 台構造體3的移動作用後，刺激線圈5 1使床台構造體3 推進時產生週期性的速度變化，因爲此類變化經由前述位 置檢測裝置8對控制機回饋，裂化對床台構造體3的移動 控制性。 依此’在本實施方式的電樞核50爲延伸方向前後兩 端設置無捲上線圈的一對疑似齒5 3、5 3。藉由設置如此 般的疑似齒5 3，消除或減輕電樞核5 〇向磁場磁鐵4的排 列方向移動時所產生的頓振，使床台構造體3的控制性成 良好。此時，捲上線圈5 1的齒5 2與疑似齒5 3間的缺口 的大小、與此疑似齒5 3的厚度爲，從磁場磁鐵4依照對 於電樞核5 0的作用磁力的大小相異之者。 此外，床台構造體3的滑塊3 a、3 b爲與排列在磁場 -17- 1233249 (14) 磁鐵4的軌道軌1之固定基座部1 〇鄰近’此類滑塊3 a、 3 b爲具備由軸承鋼所形成的滾珠座圈3 4，前述頓振爲不 只在磁場磁鐵4及電樞核5 0間’磁場磁鐵4與滑塊3 a、 3 b間也會產生。 因此，本實施方式之滑塊3 a、3 b爲爲了對於滾珠座 圈3 4作用之磁場磁鐵4的磁力減弱，此類的滾珠座圈3 4 的下部的下面，即與對於固定基座部1 〇上的磁場磁鐵4 相對的面形成凹處3 0 a，在磁場磁鐵4與滑塊3 a、3 b的 滾珠座圈34間設置空間。前述凹處30a爲在磁場磁鐵4 的寬以上的寬拓開，因此滾珠座圈3 4從磁場磁鐵4盡量 遠離之構成。 又，從對於前述之電樞核5 0的頓振對應方法相同的 理由，如圖8所示，床台構造體3的各滑塊3a、3b爲與 電樞核5 0的缺口及齒5 2相同的缺口 5 4及齒5 5與軌道軌 1之固定基座部1〇相對形成。此些缺口 54及齒55爲， 配置於前述凹處的兩側。尙，圖8爲滑塊3 a、3 b的底面 圖，因無法分別齒5 5的領域與缺口 5 4的領域的凹凸，在 缺口 5 4的領域施予斜線。原本，因電樞核5 0的齒5 2爲 消除或減輕頓振般間隔的被排列，與電樞核5 0的齒5 2、 5 3完全相同的間隔對於滑塊3 a、3 b形成齒5 5，對於滑塊 3 a、3 b因磁場磁鐵4的磁力作用爲起因的頓振可消除或 減輕。 又，使電樞核5 0爲起因的頓振與滑塊3 a、3 b的軸承 部3 0爲起因的頓振互相抵消，藉由消除或減輕床台構造 -18- 1233249 (15) 體3整體的頓振爲目的的觀點來看，對於此類電樞核5 Ο 的結合頂板3 c安裝位置，可關於床台構造體3的移動方 向稍許調整般構成爲上策。例如，使用螺栓3 9將電樞核 5 〇固定至床台構造體3的結合頂板3 c時，此類結合頂板 3 c啓開螺栓3 9的插通孔做爲向床台構造體3的移動方向 延伸之長孔，以對於螺栓3 9的電樞核5 0舒緩連結，此類 的電樞核5 0的固定位置對床台構造體3的移動方向可自 由自在的變位。或，使用螺栓20將滑塊3a、3b固定至床 台構造體3的結合頂板3 c時，此類結合頂板3 c啓開螺栓 20的插通孔做爲向床台構造體3的移動方向延伸之長孔 ，以對於螺栓2 0的滑塊3 a、3 b舒緩連結，對於此些的滑 塊3 a、3 b的結合頂板3固定位置對床台構造體3的移動 方向可自由自在的變位。因此，利用不只是電樞核5 0對 於床台構造體3的滑塊3 a、3 b也產生頓振，可消除電樞 核5 0及滑塊3 a、3 b所含的床台構造體3整體的頓振。 圖9爲表示適用於本發明之直線電動機傳動裝置的第 2實施例之者，表示滑塊3a(3b)在軌道軌1的延伸方向 與沿著垂直方向切斷之斷面圖。此地2實施方式爲，軌道 軌1、滑塊3 a、3 b、4及電樞5的構成爲與前述地1實施 方式完全相同，但結合頂板2的構造與第一實施方式的結 合頂板3 c相異。即’此第2實施方式的結合頂板2爲寬 方向的兩端部擁有一對直向連接板20、20，對於此直向 連接板20形成可動體的安裝面。一對的直向連接板20、 20之間爲形成凹處’在此類凹處爲散熱片2 1以等間隔複 -19- 1233249 (16) 數設置。又，因結合頂板2的散熱量稍高，此類結合頂板 2的裏面側也設置散熱片2 1。 前述結合頂板2爲以熱傳導性優良的鋁合金製作，藉 由對於如此般的結合頂板2不夾入絕熱材料直接固定電樞 5，此類電樞5所產生的熱能流入結合頂板2，藉由散熱 片21散熱至週邊空氣。各散熱片21爲在軌道軌1內沿著 床台構造體3的移動方向設置，床台構造體3沿著軌道軌 1進行往返動作後，與散熱片2 1互相鄰接的周邊空氣流 動，促進這些量從結合頂板2散熱到空氣中。因此，關於 電樞5所發生的熱能爲不在此儲存連續的流入結合頂板2 ’成爲可以抑制電樞核50的昇溫。其結果，長時間連續 床台構造體3再軌道軌1的內部通路1 2內往返動作時也 ’可抑制電樞5的通電阻力的上昇，成爲可防止直電線動 機的推動力的下降。 另外，從結合頂板2對滑塊3 a、3 b熱能流入後，滾 珠座圈34與滾珠6的熱膨脹爲原因對於軌道軌1之滑塊 3a、3b的滑動阻力上昇，使得會擔心阻礙床台構造體3 的輕微運動。因此，如圖9所示，在結合頂板2與滑塊 3a、3b間爲夾入絕熱材料22，並固定螺栓23與結合頂板 2間也裝置絕熱材料24，防止對於熱能從結合頂板2流入 滑塊3 a、3 b間。 尙’關於圖9中，對於與第1實施方式相同構成爲附 加同一符號，在此省略其詳細說明。 圖1 〇爲表示關於軌道軌1的固定基座部1 〇上磁場磁 -20- 1233249 (17) 鐵4的排列之外的例之者。圖1所表示的例爲磁場磁鐵4 的N極及S極沿著軌道軌1的延伸方向單純的互相排列 ，這些N極及S極的境界爲與軌道軌1的寬方向平行（ 圖2及圖9紙面的左右方向）。但是，圖1 〇所表示例爲 ，磁場磁鐵4的N極及S極形成做爲平行四邊形，這些N 極及S極的境界對於軌道軌1的寬方向如傾斜般構成。即 電樞核5 0的齒5 2向軌道軌1的延伸方向進行時，此齒 5 2相對的磁場磁鐵4的磁極不是突然從N極變化爲S極 ，或從S極變化爲N極，而是如慢慢變化般構成。圖1 1 爲，相關於各磁極的境界平行軌道軌1的寬方向時，與對 於軌道軌1的寬方向傾斜時的雙方，使床台構造體3移動 日寸測墓該床台構造體3作用之頓振力大小結果表不之者。 實線的圖表爲表示前者（圖1之例）的結果，鏈線的圖表 爲表示後者（圖1 0之例）的結果。從此些圖表所明瞭般 ，各磁極的境界對於軌道軌1的寬方向傾斜的時候，不拘 於磁場磁鐵4與電樞核5 0的齒5 2之間的間隙，時常的頓 振力變小。依此，有需速度變化小的運動及高精度的位置 決定時，軌道軌1的固定基座部10上的磁場磁鐵4的排 列爲圖1 0所表示爲佳。 另外，圖12爲，表示電樞核5 0的齒5 2的前端形狀 其他之例之者。圖6所示之例爲，磁場磁鐵4與經由僅有 的空隙相對之電樞核50之齒52的前端面形成平面狀，但 如圖1 2所示之例爲，電樞核5 0的齒5 2的前端面由所指 定曲率半徑R的曲面狀所形成。圖1 3爲，相關於電樞核 -21 - 1233249 (18) 5〇的齒52的前端面爲平坦面時’與曲面狀形成時的雙方 ’使床台構造體3移動時該床台構造體3作用的頓振力大 小測量結果表示之者。 實線的圖表爲表示前者（圖6之例）的結果’鏈線的 圖表爲表示後者（圖1 2之例）的結果。從此些圖表所明 瞭般，電樞核5 0的齒5 2的前端面成爲所指定的曲率半徑 的曲面狀時，不拘於磁場磁鐵4與電樞核5 0之間的間隙 ，時常的頓振力變小。依此，有需速度變化小的運動及高 精度的位置決定時，電樞核5 0的各齒5 2的前端面爲如圖 1 2所表示般爲佳。 【圖式簡單說明】 • 圖1爲適用於本發明之直線電動機傳動裝置之表示第 1實施例之斜視圖。 圖2爲圖1的II-II線之斷面圖。 圖3爲表示關於此類第1實施例之直線電動機傳動裝 置之滾珠無限循環路徑之平面斷面圖。 圖4爲表示此類第1實施例之直線電動機傳動裝置所 使用之墊帶之平面圖。 圖5爲表示此類第1實施例之直線電動機傳動裝置所 使用之墊帶之側面圖。 圖6爲此類第1實施例之電樞及磁場磁鐵沿著軌道軌 的延伸方向切斷的縱斷面圖。 圖7爲表示電樞核心與磁場磁鐵之位置關係的擴大圖 -22- (19) 1233249 圖8爲表示此類第1實施例之滑塊之底面圖。 圖9爲表示適用於本發明之直線電動機傳動裝置的第 2實施例之斷面圖，關於軌道軌內滑塊其移動方向與沿著 垂直方向切斷之斷面圖。 圖1 〇爲表示關於軌道軌上磁場磁鐵的配列型態的其 他例之平面圖。 圖1 1爲關於磁場磁鐵的配列型態的相異之頓振力的 發生比較之圖表。 圖1 2爲表示電樞核心的齒之前端面的形狀的其他例 之擴大圖。 圖1 3爲關於電樞核心的齒的前端面之形狀的相異所 發生的頓振力的發生比較之圖表。 〔符號說明〕 1…軌道軌 2…可動體 3…床台構造體 3a，3b…滑塊 3c…結合頂板 4…磁場磁鐵 5…電樞 10···固定基座部 11…側壁部 -23- 1233249 (20) 3 0…軸承部 31…頂板部 50…電樞核 5 1…線圈 5 2…齒

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Claims (1)

1233249 (1) 拾、申請專利範圍 1 · 一種直線電動機傳動裝置；具備擁有固定基座部與 從固定基座部直立設置一對的側壁部，並具備藉由此固定 基座部及側壁部所圍繞的內部通路以形成通道狀，在各側 壁部面對前述內部通路之滾珠轉動溝形成之軌道軌；和 具備前述滾珠轉動溝轉動多數的滾珠與具備循環這些 滾珠之無限循環路徑，經由這些滾珠組裝在前述軌道軌的 一對側壁間自由地往復運動在前述軌道軌的內部通路內的 床台構造體；和 沿著前述軌道軌的長度方向交互排列N極及S極， 與固定在軌道軌上磁場磁鐵；和 面對此磁場磁鐵裝置前述床台構造體，與磁場磁鐵一 起構成直線電動機，對於前述床台構造體沿著軌道軌的長 度方向影響推動力或制動力之電樞； 其特徵爲= 前述床台構造體係具備有，前述滾珠的無限循環路與 在前述軌道軌的內部通路內前後移動的一對滑塊，和這些 的滑塊預定間隔互相連結並形成可動體的安裝面之結合頂 板； 前述電樞係具備有，在一對滑塊之間固定前述的結合 頂板位置於軌道軌的內部通路內’並沿著前述軌道軌的長 度方向以預定的間隔之複數的缺口及齒以形成梳齒狀的電 樞核；和如同埋在前述缺口般地捲在電樞核的齒上之線圈 :更進一步， -25- 1233249 (2) 前述磁場磁係共軛前述軌道軌的固定基座部，配設與 固定在前述結合頂板的電樞核相對的位置。 2 .如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 前述電樞係直接固定結合頂板的一邊；前述滑塊係藉 由絕熱材固定於前述結合頂板。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項所記載之直線電動 機傳動裝置，其中： 前述結合頂板係沿著前述床台構造體的移動方向直立 設置散熱片。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 與前述軌道軌的長度方向垂直交叉方向磁場磁鐵的寬 度係，與相同方向的前述電樞核的寬度相同。 5 ·如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 前述軌道軌的固定基座部形成前述滾珠轉動溝與平行 凹溝之前述磁場磁鐵係被固定於此凹溝內。 6 ·如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 前述滑塊係，於與前述軌道軌固定基座部相對的面， 形成前述磁場磁鐵的寬度以上的寬度的敞開凹處。 7 ·如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： -26- 1233249 (3) 前述滑塊係，對於在前述軌道軌固定基座部相對面， 以前述磁場磁鐵的磁極所設置的間隔λ的1 /4周期的n倍 (η :整數）的間隔形成缺口及齒，此類之面爲全體成爲 梳齒狀。 8 ·如申請專利範圍第7項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 爲了固定前述滑塊於前述結合頂板的固定方法係，對 於此類的結合頂板之滑塊的固定位置，可以沿著前述床台 構造體的移動方向自由地變更。 9.如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動裝 置，其中： 前述電樞核的齒之前端面形成爲曲面狀。 1 〇.如申請專利範圍第1項所記載之直線電動機傳動 裝置，其中： 關於在前述軌道軌的固定基座上所配置的複數的磁場 磁鐵，互相鄰接磁場磁鐵的邊界係，對於軌道軌的寬度方 向以預定角度傾斜。 -27-