(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ベアリング装置を具備したリニアモータにおいて、
内側壁に複数個の永久磁石が互いに離隔されて設置される“Ｕ”字状フレームと、
前記“Ｕ”字状フレームの外側壁と所定の間隙が維持され、延長フレームが前記“Ｕ”字状フレームを覆うように設置されると共に中心フレームの両側端に空気を注入するための複数個の空気注入孔が形成された、逆“Ｕ”字状フレームと、を備え、
前記逆“Ｕ”字”フレームは前記“Ｕ”字状フレームの長手方向に少なくとも１個以上設置されて、前記逆“Ｕ”字状フレームの中心フレームの両側端に形成された空気注入孔に外部から空気の供給を受けて注入する空気供給管が連設されており、
さらに、前記逆“Ｕ”字状フレームの中心フレーム（１１３ａ）の底面に設置されると共に前記“Ｕ”字状フレームの内側に設置された永久磁石と所定の間隙が維持されるように設置される電機子コイル部（１１４）と、から構成されることを特徴とする空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータ。
【請求項２】
空気ベアリング装置を具備した、固定子と可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記固定子の一部としての“Ｕ”字状フレームと、この“Ｕ”字状フレームにそれを覆うように被せられる前記可動子の一部としての逆“Ｕ”字状フレームとを備え、
前記“Ｕ”字状フレームは、
横方向に対向する一対の側壁を備え、
前記各側壁の内面に複数個の永久磁石が互いに離隔して設けられた、
ものとして構成されており、
前記逆“Ｕ”字状フレームは、
天板としての中心フレームと、
その中心フレームの両端部分から前記“Ｕ”字状フレームの向きに延成された一対の延長フレームであって、前記一対の延長フレームは、前記“Ｕ”字状フレームにおける前記一対の側壁の外側に位置し、これら一対の側壁を挟んで互いに横方向に対向する、一対の延長フレームと、
前記中心フレームのほぼ中央部分から前記“Ｕ”字状フレームの向きに延成され、前記“Ｕ”字状フレームにおける前記一対の側壁の内面に設けられた前記一対の永久磁石の間に位置する、電機子コイル部と、
を備えたものとして構成されており、
さらに、前記逆“Ｕ”字状フレームは、
前記中心フレームに形成された一対の空気注入孔を備え、これらの一対の空気注入孔位置は、それぞれ、前記逆“Ｕ”字状フレームにおける前記延長フレームの内面と、前記“Ｕ”字状フレームにおける前記側壁の外面と、の間に空気が送り込まれて、前記一対の永久磁石と前記電機子コイル部との隙間を所定のものに維持可能な位置とされている、
ことを特徴とする、リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータに係り、特に、リニアモータの直線運動案内のための空気ベアリング装置とリニアモータが一体的に形成されたリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、固定子と可動子からなるリニアモータは、直線運動をするため固定子に対して可動子を常に一定の間隙に維持しなければならず、その精密な直線運動の案内に空気ベアリング装置が用いられる。以下、空気ベアリング装置を備えた従来のリニアモータの構成及び作用を図面を用いて説明する。
【０００３】
図３は、従来のリニアモータと空気ベアリング装置の構成を示す横断面図である。図３に示すように、リニアモータ１０と空気ベアリング装置２０がフレーム３０の底面に所定の間隔をもって分離して設置される。リニアモータ１０は固定子Ｓ（Ｓｔａｔｏｒ）と可動子Ｍ（Ｍｏｖｅｒ）からなり、空気ベアリング装置２０は逆“Ｕ”字状のフレーム２１とガイドブロック２２からなっている。
【０００４】
リニアモータ１０の固定子Ｓは“Ｕ”字状フレーム１１と永久磁石１２からなり、永久磁石１２は“Ｕ”字状フレーム１１の内側壁に所定の間隔をおいて設置される。“Ｕ”字状フレーム１１と永久磁石１２からなった固定子Ｓの内側に設置される可動子Ｍは“一”字状フレーム１３と電機子コイル１４からなり、電機子コイル１４は“一”字状フレーム１３の底面に設置される。“Ｕ”字状フレーム１１の内側壁に所定の間隙をおいて設置された永久磁石１２と電機子コイル１４の相互作用により推力（ｔｈｒｕｓｔ  ｆｏｒｃｅ）が発生されると、固定子Ｓの長手方向に可動子Ｍが直線運動をする。
【０００５】
固定子Ｓの長手方向に可動子Ｍが直線運動をする場合、固定子Ｓと可動子Ｍの間隙を一定に維持させるか、または停止時に滑らかな停止をさせるために空気ベアリング装置２０が用いられる。空気ベアリング装置２０は底面に固定されて設置されるガイドブロック２２を覆うように逆“Ｕ”字状フレーム２１が設置されて構成される。逆“Ｕ”字状フレーム２１とガイドブロック２２からなった空気ベアリング装置２０とリニアモータ１０はフレーム３０の底面に設置される。
【０００６】
リニアモータ１０は“一”字状フレーム１３がフレーム３０の底面に設置され、空気ベアリング装置２０は逆“Ｕ”字状フレーム２１がフレーム３０の底面に設置されて、空気ベアリング装置２０によりリニアモータ１０を支持するように構成される。リニアモータ１０を空気ベアリング装置２０で支持するため空気供給管３２を通じてフレーム３０と逆“Ｕ”字状フレーム２１の設置面が貫通されるように形成された空気貫通孔（Ａｉｒ  ｔｈｒｏｕｇｈ  ｈｏｌｅ）３１を通じて矢印方向に空気を噴射させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のリニアモータと空気ベアリング装置は、リニアモータと空気ベアリング装置を連結させるため別途のフレームが設置されているため、リニアモータの推力低下をもたらしていた。また、リニアモータの片側に空気ベアリング装置が連結され、直線運動の際に非対称構造をもつことにより、リニアモータの剛性及び精度を低下させ、リニアモータと空気ベアリング装置の設置の際に高さｈだけ差が発生して、その設置が不便であるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータを提供するにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、リニアモータの直線運動の際に対称構造をもつようにして構造を単純化し、且つ空気ベアリング装置とリニアモータの設置の際に発生される段差を除去することのできるリニアモータを提供するにある。。
【００１０】
本発明のもう一つ他の目的は、空気ベアリング装置をリニアモータに一体的に形成して空気ベアリング装置に用いられる空気を用いてリニアモータを冷却させることのできるリニアモータを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため本発明に係るリニアモータは、空気ベアリング装置を具備したリニアモータにおいて、内側壁に複数個の永久磁石が互いに離隔されて設置される“Ｕ”字状フレームと、前記“Ｕ”字状フレームの外側壁と所定の間隙が維持され、延長フレームが前記“Ｕ”字状フレームを覆うように設置されると共に中心フレームの両側端に空気を注入するための複数個の空気注入孔が形成された、逆“Ｕ”字状フレームと、を備え、前記逆“Ｕ”字状フレームの中心フレームの両側端に形成された空気注入孔に外部からの空気の供給を受けて注入する空気供給管が連設されており、さらに、前記逆“Ｕ”字状フレームの中心フレーム（１１３ａ）の底面に設置されると共に前記“Ｕ”字状フレームの内側に設置された永久磁石と所定の間隙が維持されるように設置される電機子コイル部（１１４）をさらに備えることを特徴とするものとして構成される。
【００１２】
前記逆“Ｕ”字状フレームは、前記“Ｕ”字状フレームの長手方向に少なくとも１個以上設置されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。図１は、本発明に係る空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータの斜視図で、図２は図１に示した空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータの横断面図である。
【００１４】
図示したように、内側壁に複数個の永久磁石１１２が長手方向に互いに離隔して設置される“Ｕ”字状フレーム１１１と、前記“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁と所定の間隙が維持され、延長フレーム１１３ｂが前記“Ｕ”字状フレーム１１１を覆うように設置されると共に、中心フレーム１１３ａの両側端に空気を注入するための複数個の空気注入孔１１５が形成された逆“Ｕ”字状フレーム１１３と、前記逆“Ｕ”字状フレーム１１３の中心フレーム１１３ａの底面に設置されると共に、前記“Ｕ”字状フレーム１１１の内側に設置された永久磁石１１２と所定の間隙が維持されるように設置される電機子コイル部１１４と、から構成される。
【００１５】
以下、本発明の構成及び作用をより詳しく説明する。本発明の空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータは主に“Ｕ”字状フレーム１１１、逆“Ｕ”字状フレーム１１３及び電機子コイル部１１４で構成される。“Ｕ”字状フレーム１１１の内側壁には複数個の永久磁石１１２が設置されてリニアモータの固定子１１１，１１２を構成し、リニアモータの固定子１１１，１１２に対応する可動子１１３，１１４は逆“Ｕ”字状フレーム１１３と電機子コイル部１１４とで構成される。このとき、永久磁石１１２と電機子コイル部１１４は互いに反対に設置することもできる。即ち、電機子コイル部１１４を固定子フレーム１１１に設置し、永久磁石１１２を可動子フレーム１１３に設置することもできる。
【００１６】
リニアモータに適用される空気ベアリング装置は“Ｕ”字状フレーム１１１と逆“Ｕ”字状フレーム１１３で構成される。空気ベアリング装置を構成する逆“Ｕ”字状フレーム１１３は中心フレーム１１３ａと中心フレーム１１３ａの両側面に延長されて形成される延長フレーム１１３ｂから構成される。中心フレーム１１３ａと延長フレーム１１３ｂはそれぞれ一体的に形成されるかまたは組み合わせにより構成することができる。一体的にまたは組み合わせで形成される中心フレーム１１３ａと延長フレーム１１３ｂにおいて延長フレーム１１３ｂは中心フレーム１１３ａと直角をなすように形成される。
【００１７】
延長フレーム１１３ｂがそれぞれ中心フレーム１１３ａと直角をなすように形成されることにより、“Ｕ”字状フレーム１１１を覆うように設置することができる。“Ｕ”字状フレーム１１１を覆うように設置するとき、中心フレーム１１３ａは“Ｕ”字状フレーム１１１の開放された部分に位置され、延長フレーム１１３ｂは“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁に所定の間隙が維持されるように設置される。即ち、逆“Ｕ”字状フレーム１１３は“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁と所定の間隙が維持されるように中心フレーム１１３ａの両側端から延長されて形成された延長フレーム１１３ｂが“Ｕ”字状フレーム１１１を覆うように設置される。
【００１８】
延長フレーム１１３ｂが“Ｕ”字状フレーム１１１を覆うように設置された状態で電機子コイル部１４は逆“Ｕ”字状フレーム１１３の中心フレーム１１３ａの底面に設置されると共に、“Ｕ”字状フレーム１１１の内側に設置された多数の永久磁石１１２と所定の間隙が維持されるように設置される。延長フレーム１１３ｂと“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁との間に形成された空間に空気が注入される。
【００１９】
延長フレーム１１３ｂと“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁の間に形成された空間に空気を注入するため、中心フレーム１１３ａの両側端には空気を注入する空気注入孔１１５が形成される。中心フレーム１１３ａの両側端に形成された空気注入孔１１５に外部から空気の供給を受けて注入するための空気供給管１２１が設けられ、空気供給管１２１から供給された空気は空気注入孔１１５を通じて延長フレーム１１３ｂと“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁との間に形成された空間に注入されて空気ベアリングの役割をする。
【００２０】
逆“Ｕ”字状フレーム１１３に形成された複数個の空気注入孔１１５は、図１に示すように、使用者の作業の都合により、他と分離して形成されたＡ−Ａ区間内の空気注入孔１１５に空気供給管１２１を挿設して使用することができる。
【００２１】
空気注入孔１１５を通じて延長フレーム１１３ｂと“Ｕ”字状フレーム１１１の外側壁の間に形成された空間に注入される空気は電機子コイル部１１４と“Ｕ”字状フレーム１１１の内側壁に設置された多数の永久磁石１１２の間に供給されることにより、リニアモータを冷却させる目的として使用することができる。
【００２２】
また、空気ベアリングに適用される空気をリニアモータを冷却させる目的として使用できる本発明の空気ベアリング装置の逆“Ｕ”字状フレーム１１３は、図１に示すように“Ｕ”字状フレーム１１１の長手方向に少なくとも１個以上で構成することができる。
【００２３】
以上のように本発明の空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータは、空気ベアリング装置をリニアモータに一体的に形成してその構造を単純化し、リニアモータの直線運動の際に左右対称構造をもつことになる。
【００２４】
また、空気ベアリング装置をリニアモータに一体的に形成して空気ベアリング装置とリニアモータの設置の際に発生される高さの段差を除去し、空気ベアリング装置に用いられる空気を用いてリニアモータを冷却させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によるリニアモータは、空気ベアリング装置をリニアモータに一体的に形成してその構造を単純化し、リニアモータの直線運動の際に左右対称構造をもつことができるという効果がある。
【００２６】
また、空気ベアリング装置をリニアモータに一体に形成して空気ベアリング装置とリニアモータの設置の際に発生する高さの段差を除去し、空気ベアリング装置に用いられる空気を用いてリニアモータを冷却させることができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータの斜視図。
【図２】図１に示した空気ベアリング装置が一体的に形成されたリニアモータの横断面図。
【図３】従来のリニアモータと空気ベアリング装置の構成を示す横断面図。
【符号の説明】
１１１  “Ｕ”字状フレーム
１１２  永久磁石
１１３  逆“Ｕ”字状フレーム
１１３ａ  中心フレーム
１１３ｂ  延長フレーム
１１４  電機子コイル部
１１５  空気注入孔
１２１  空気供給管
【図１】
0003618706.tif 000002
【図２】
0003618706.tif 000003
【図３】
0003618706.tif 000004