專利名稱：動磁鐵型線性滑臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于例如電氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機(jī)床等各種工業(yè)機(jī)械且適用于其直動機(jī)構(gòu)驅(qū)動用的線性馬達(dá)，特別涉及以永久磁石制場磁鐵作為動子，以設(shè)有電樞繞組的電樞作為定子而構(gòu)成的動磁鐵型(Moving Magnet)線性滑臺。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的使用于電氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機(jī)床等各種工業(yè)機(jī)械且適用于其直動機(jī)構(gòu)驅(qū)動用的線性滑臺如圖6所示。而且，圖6表示現(xiàn)有技術(shù)的動磁鐵型線性滑臺，(a)為其平面圖，(b)是沿(a)的B-B線的正剖視圖，(a)相當(dāng)于從(b)的向視A進(jìn)行透視的圖。
在圖6中，21是固定底座，22是磁軌，23是勵磁永久磁石，24是勵磁軛鐵，25是導(dǎo)軌，26是導(dǎo)塊，27是傳感器探頭，28是線性尺部，29是止動器，30是電樞，31是電樞繞組，32是接線基板。
線性滑臺是在勵磁永久磁石23的背面設(shè)有勵磁軛鐵24，勵磁軛鐵24兼作動子和磁氣回路。此外，電樞30是具有多個固定在接線基板32上的無槽電樞繞組31的構(gòu)造，同時與動子隔著磁隙配置在固體磁性構(gòu)件構(gòu)成的固定底座21上，并構(gòu)成為定子。此外，在接線基板32內(nèi)埋有與勵磁永久磁石23相對的用于進(jìn)行磁極檢測的多個未圖示的霍爾元件。該霍爾元件(未圖示)在電源ON的初期時刻檢測出任意的從霍爾元件至與之相對的勵磁磁石的位置，按照檢測出的勵磁磁石23的位置，輸出用于使驅(qū)動電流流向電樞繞組31的檢測信號(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
在此電樞30的兩側(cè)，平行導(dǎo)軌25固定在固定底座21上，在導(dǎo)軌25上，沿該軌道滑動的導(dǎo)塊26固定于勵磁軛鐵24兩端的下部。此外，在動子的側(cè)面配置有構(gòu)成直線型編碼器的磁性線性尺28，在固定底座21上配置有與此線性尺28相對的檢測該線性尺28的傳感器探頭27。此外，在2個導(dǎo)軌25的端部之間設(shè)有用于防止動子過度行走的止動器29。
此線性滑臺為勵磁永久磁石23的磁通交鏈于固定底座21的磁氣回路構(gòu)造。此外，電樞繞組31勵磁后，通過場磁鐵和電樞產(chǎn)生的移動磁場，動子可在電樞長度和動子長度的差即行程內(nèi)直線移動(例如，參照專利文獻(xiàn)1和2)。
日本國特開平9-266659號公報(說明書第5頁，圖3)[專利文獻(xiàn)2]日本國特開2002-10617(說明書第7頁～第9頁，圖1和圖3)發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有的線性滑臺由于是構(gòu)成線性馬達(dá)的電樞和勵磁永久磁石各自在一個面?zhèn)认鄬Φ臉?gòu)造，因此此2者之間作用有磁吸引力。因此，支撐線性馬達(dá)的導(dǎo)軌和導(dǎo)塊為了減輕扭矩設(shè)為2列支撐構(gòu)造。但是，在此構(gòu)造下，由磁吸引力向?qū)к壖訅翰⑹箤?dǎo)軌摩擦增大。此外，由于2列導(dǎo)軌的平行度的誤差會發(fā)生行程方向的局部摩擦變化，因為推力不能維持一定，所以有無法實現(xiàn)微小推力控制的問題。
本發(fā)明為解決以上問題而進(jìn)行，目的是提供一種消除線性馬達(dá)的磁吸引力以不向直線導(dǎo)軌加壓，同時配置1個直線導(dǎo)軌于線性馬達(dá)推力中心軸附近，能夠使直線導(dǎo)軌摩擦最小化的低粘性摩擦動磁鐵型線性滑臺裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明是如下構(gòu)成的。
權(quán)利要求1的動磁鐵型線性滑臺涉及的發(fā)明是在固定底座上平行地相對配置的同時，具有由構(gòu)成動子的場磁鐵和構(gòu)成定子的電樞組成的線性馬達(dá)、由導(dǎo)向并支撐前述線性馬達(dá)動子的導(dǎo)軌和導(dǎo)塊組成的直線導(dǎo)軌、及檢測前述動子和前述固定底座相對位置的檢測器件，前述移動體相對于前述固定底座沿前述導(dǎo)軌上的長度方向做往復(fù)運動的動磁鐵型線性滑臺；其特征為前述線性馬達(dá)的場磁鐵設(shè)置在前述導(dǎo)塊上的同時，由具有呈大致U字形斷面形狀且配置為其開口部朝向水平方向的磁性體軛鐵和沿前述磁性體軛鐵內(nèi)側(cè)相對面的長度方向由極性相互不同的磁極排列設(shè)置且相互相對的前述磁極的極性設(shè)置為相反極性的一對勵磁用永久磁石組成的磁軌構(gòu)成。前述線性馬達(dá)的電樞由以垂直方向安裝于前述固定底座的一個側(cè)面上的電樞保持架和設(shè)置為與前述電樞保持架直交的同時在前述一對勵磁用永久磁石的內(nèi)側(cè)隔著磁隙相對配置的平板狀無鐵心型電樞繞組構(gòu)成。前述檢測器件由設(shè)置在前述磁性體軛鐵開口部的相反側(cè)的底部下面的線性尺和在配置有前述電樞保持架的固定底座的相反側(cè)的側(cè)面上與前述線性尺相對地安裝的傳感器探頭構(gòu)成。
權(quán)利要求2的發(fā)明是如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg長于前述電樞的行程方向的長度La，該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程的長度，同時前述電樞內(nèi)藏有磁極檢測器，由該磁極檢測器檢測出線性滑臺的初期磁極。
權(quán)利要求3的發(fā)明是如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg短于前述電樞的行程方向的長度La，該行程方向的長度差La-Lmg為線性滑臺的有效行程。
權(quán)利要求4的發(fā)明是如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg長于前述電樞的行程方向的長度La，該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程的長度，在前述電樞的馬達(dá)導(dǎo)線側(cè)的相反側(cè)端部配置固定有異體的磁極檢測器，即使前述磁軌移動到行程末端時也能夠隨時檢測出磁極。
權(quán)利要求5的發(fā)明是如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為在前述磁軌的底部，與前述固定底座相對地設(shè)有用于支撐動子的重量和平衡的重力補(bǔ)償用彈簧。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，可以消除線性馬達(dá)的磁吸引力，不向直線導(dǎo)軌加壓的同時，僅在線性馬達(dá)推力中心軸附近的1個地方配置直線導(dǎo)軌即可，使直線導(dǎo)軌摩擦最小化。因此，能夠提升線性滑臺的微小推力控制。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，通過使磁軌短于無鐵心電樞長度，能夠確保在固定底座全長范圍內(nèi)的驅(qū)動行程，能夠?qū)崿F(xiàn)線性滑臺尺寸的小型化。
根據(jù)權(quán)利要求2、4所述的發(fā)明，與權(quán)利要求3的構(gòu)成相反，通過使磁軌長于無鐵心電樞長度，即使在動子移動了行程長度時，由于通過磁極檢測器能夠隨時檢測出初期磁極，因此可以不再需要權(quán)利要求3中所需的通過軟件進(jìn)行磁極檢測時的電源接通。
根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，通過在磁軌底部設(shè)置用于支撐動子的重量和平衡的重力補(bǔ)償用彈簧，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且細(xì)致的微小推力控制。


圖1是本發(fā)明第1實施例～第3實施例共通的動磁鐵型線性滑臺的正剖視圖。
圖2表示本發(fā)明第1實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖。
圖3表示本實施例中動磁鐵型線性滑臺的動作的推力特性圖。
圖4表示本發(fā)明第2實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖。
圖5表示本發(fā)明第3實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖。
圖6表示現(xiàn)有技術(shù)的動磁鐵型線性滑臺，(a)為其平面圖，(b)是沿(a)的B-B線的正剖視圖，(a)相當(dāng)于從(b)的向視A進(jìn)行透視的圖。
符號說明1 固定底座1A內(nèi)螺紋部2 磁軌3 勵磁永久磁石4 磁性體軛鐵4A內(nèi)螺紋部
5直線導(dǎo)軌的軌道6導(dǎo)塊7傳感器探頭8線性尺9螺栓10 電樞11 電樞繞組12 電樞保持架12A 貫通孔13 止動器14 接觸部15 傳感器保持架16 馬達(dá)導(dǎo)線17 磁極檢測器導(dǎo)線18 線性尺導(dǎo)線19 重力補(bǔ)償用彈簧20 磁極檢測探頭21 固定底座22 磁軌23 勵磁永久磁石24 勵磁軛鐵25 導(dǎo)軌26 導(dǎo)塊27 傳感器探頭28 線性尺部29 止動器30 電樞31 電樞繞組32 接線基板
具體實施例方式
以下參照圖說明本發(fā)明的實施方式。
實施例1圖1是本發(fā)明第1實施例～第3實施例共通的動磁鐵型線性滑臺的正剖視圖，圖2表示本發(fā)明第1實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖以下是本發(fā)明的特征。
圖中，1是固定底座，1A是設(shè)置于固定底座1的內(nèi)螺紋部，2是磁軌，3是勵磁永久磁石，4是磁性體軛鐵，4A是設(shè)置于磁性體軛鐵4的內(nèi)螺紋部，5是直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌，6是導(dǎo)塊，7是傳感器探頭，8是線性尺，9是螺栓，10是電樞，11是電樞繞組，12是電樞保持架，12A是設(shè)置于電樞保持架12的貫通孔，13是止動器，14是接觸部，15是傳感器保持架，16是馬達(dá)導(dǎo)線，17是磁極檢測器導(dǎo)線，18是線性尺導(dǎo)線，19是重力補(bǔ)償用彈簧。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同點為，動磁鐵型線性滑臺中，線性馬達(dá)的場磁鐵設(shè)置在導(dǎo)塊6上的同時，由具有呈大致U字形的斷面形狀且配置為其開口部朝向水平方向的磁性體軛鐵4和沿磁性體軛鐵4內(nèi)側(cè)相對面的長度方向由極性相互不同的磁極排列設(shè)置且相互相對的磁極的極性設(shè)置為相反極性的一對勵磁用永久磁石3組成的磁軌2構(gòu)成。此外，線性馬達(dá)的電樞由以垂直方向安裝于固定底座1的一個側(cè)面上的電樞保持架12和設(shè)置為與前述電樞保持架12直交的同時在一對勵磁用永久磁石3的內(nèi)側(cè)隔著磁隙相對配置的平板狀無鐵心型電樞繞組11構(gòu)成，為吸引力抵消型構(gòu)造。
檢測器件由設(shè)置在磁性體軛鐵4開口部的相反側(cè)的底部下面的線性尺8和在配置有電樞保持架12的固定底座1的相反側(cè)的側(cè)面上與前述線性尺8相對地安裝的傳感器探頭7構(gòu)成。
磁軌2的行程方向的長度Lmg長于電樞10的行程方向的長度La，該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程，同時電樞10內(nèi)藏有未圖示的磁極檢測器，由該磁極檢測器(未圖示)檢測出線性滑臺的初期磁極。
在磁軌2的底部，與固定底座1相對地設(shè)有用于支撐動子的重量和平衡的重力補(bǔ)償用彈簧19。
以下對其動作進(jìn)行說明。
如圖1、2所示，由未圖示的外部電源給線性馬達(dá)的電樞通電后，平臺相對于固定底座沿導(dǎo)軌上的長度方向做往復(fù)運動。此時，通過相對于設(shè)置在作為移動體的磁軌2側(cè)的線性尺8而設(shè)置于固定底座1側(cè)的傳感器探頭7檢測出移動體和固定底座的相對位置。
圖3表示本實施例中動磁鐵型線性滑臺的動作的推力特性圖。如圖3所示，(a)的本發(fā)明相對于(b)的現(xiàn)有技術(shù)，消除了相對于電流的推力特性的遲滯性，可以實現(xiàn)線性滑臺的微小推力控制。
因此，本實施例如上述構(gòu)成所述，由于線性馬達(dá)的場磁鐵和電樞的配置為吸引力抵消構(gòu)造，因此可以消除線性馬達(dá)的磁吸引力，不向直線導(dǎo)軌加壓且僅在線性馬達(dá)推力中心軸附近的1個地方配置直線導(dǎo)軌即可，能夠使直線導(dǎo)軌摩擦最小化。因此，能夠提升線性滑臺的微小推力控制。
此外，由于磁軌的長度長于無鐵心電樞的長度，并且電樞內(nèi)藏有磁極檢測器，因此本實施例的線性滑臺是以此長度差為線性滑臺的有效行程的構(gòu)造，同時通過內(nèi)藏于電樞的磁極檢測器能夠容易地進(jìn)行初期磁極檢測。
此外，由于在磁軌2的底部，與固定底座1相對地設(shè)有用于支撐動子的重量和平衡的重力補(bǔ)償用彈簧19，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且細(xì)致的微小推力控制。
實施例2圖4表示本發(fā)明第2實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖。
第2實施例與第1實施例的不同點是磁軌2的行程方向的長度Lmg短于電樞10的行程方向的長度La，該行程方向的長度差La-Lmg為線性滑臺的有效行程，同時線性滑臺的初期磁極檢測通過軟件來進(jìn)行檢測。此外，線性滑臺的初期磁極檢測需要在電源接通時通過軟件進(jìn)行磁極搜索。
因此，本實施例因為是磁軌短于無鐵心電樞長度，其長度差為線性滑臺的有效行程的構(gòu)造，所以能夠確保在固定底座全長范圍內(nèi)的驅(qū)動行程，能夠?qū)崿F(xiàn)線性滑臺尺寸的小型化。
實施例3圖5表示本發(fā)明第3實施例的動磁鐵型線性滑臺，(a)相當(dāng)于從圖1的向視A方向進(jìn)行透視的平面圖，(b)相當(dāng)于從圖1的向視B方向進(jìn)行透視的側(cè)面圖。
第3實施例與第1實施例的不同點是磁軌2的行程方向的長度Lmg長于電樞10的行程方向的長度La，該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程，在電樞10的馬達(dá)導(dǎo)線側(cè)的相反側(cè)端部配置固定有與該電樞10異體的磁極檢測器(磁極檢測器探頭20)，即使磁軌2移動到行程末端時也能夠隨時檢測出磁極。
因此，由于第3實施例的線性滑臺為如上構(gòu)成，磁軌的長度長于無鐵心電樞的長度，在電樞的端部位置設(shè)置有與電樞異體的磁極檢測器，因此即使動子移動了行程長度時，也能夠通過磁極檢測器隨時進(jìn)行初期磁極檢測，可以不再需要在第2實施例中所需的通過軟件檢測磁極時的電源接通。
由于直線導(dǎo)軌摩擦很小且在行程區(qū)域內(nèi)維持一定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)微小推力控制，因此還能夠適用于需要頂端部的細(xì)致控制的玻璃切割機(jī)等的用途。
權(quán)利要求
1.一種動磁鐵型線性滑臺，在固定底座上平行地相對配置的同時，具有由構(gòu)成動子的場磁鐵和構(gòu)成定子的電樞組成的線性馬達(dá)、由導(dǎo)向并支撐前述線性馬達(dá)動子的導(dǎo)軌和導(dǎo)塊組成的直線導(dǎo)軌、及檢測前述動子和前述固定底座相對位置的檢測器件，前述移動體相對于前述固定底座沿前述導(dǎo)軌上的長度方向做往復(fù)運動的動磁鐵型線性滑臺；其特征為前述線性馬達(dá)的場磁鐵設(shè)置在前述導(dǎo)塊上的同時，由具有呈大致U字形斷面形狀且配置為其開口部朝向水平方向的磁性體軛鐵和沿前述磁性體軛鐵內(nèi)側(cè)相對面的長度方向由極性相互不同的磁極排列設(shè)置且相互相對的前述磁極的極性設(shè)置為相反極性的一對勵磁用永久磁石組成的磁軌構(gòu)成，前述線性馬達(dá)的電樞由以垂直方向安裝于前述固定底座的一個側(cè)面上的電樞保持架和設(shè)置為與前述電樞保持架直交的同時在前述一對勵磁用永久磁石的內(nèi)側(cè)隔著磁隙相對配置的平板狀無鐵心型電樞繞組構(gòu)成，前述檢測器件由設(shè)置在前述磁性體軛鐵開口部的相反側(cè)的底部下面的線性尺和在配置有前述電樞保持架的固定底座的相反側(cè)的側(cè)面上與前述線性尺相對地安裝的傳感器探頭構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg長于前述電樞的行程方向的長度La，該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程的長度，前述電樞內(nèi)藏有磁極檢測器，由該磁極檢測器檢測出線性滑臺的初期磁極。
3.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg短于前述電樞的行程方向的長度La，該行程方向的長度差La-Lmg為線性滑臺的有效行程。
4.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述磁軌的行程方向的長度Lmg長于前述電樞的行程方向的長度La,該行程方向的長度差Lmg-La為線性滑臺的有效行程的同時，在電樞的馬達(dá)導(dǎo)線側(cè)的相反側(cè)端配置固定有另一個元件磁極檢測器，即使前述磁軌移動到行程末端時也能夠隨時檢測出磁極。
5.如權(quán)利要求1～4中任意一項所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為在前述磁軌的底部，與前述固定底座相對地設(shè)有用于支撐動子的重量和平衡的重力補(bǔ)償用彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及消除線性馬達(dá)的磁吸引力，能夠使直線導(dǎo)軌摩擦最小化的動磁鐵型線性滑臺裝置。具體為線性馬達(dá)的場磁鐵由具有呈大致U字形斷面形狀的磁性體軛鐵(4)和沿磁性體軛鐵內(nèi)側(cè)相對面的長度方向由極性相互不同的磁極排列設(shè)置的一對勵磁用永久磁石(3)組成的磁軌(2)構(gòu)成。線性馬達(dá)的電樞由以垂直方向安裝于固定底座(1)側(cè)面上的電樞保持架(12)和設(shè)置為與電樞保持架(12)直交的平板狀無鐵心型電樞繞組(11)構(gòu)成。磁軌(2)的行程方向的長度L
文檔編號H02K41/02GK1965460SQ20058001880
公開日2007年5月16日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者宮本恭祐, 木場龍彥 申請人:株式會社安川電機(jī)