(57)【要約】【課題】  リニアサーボアクチュエータ機構の軽量化を図り、特に、スポット溶接用のリニアサーボガンに採用した場合でも配置が制限されず、また、これを支持するための構成が簡素化されるようにする。【解決手段】  スポット溶接機１の可動電極１２をストローク移動させるため、並列に配設される四つの固定部材８にコイル部１７を備えた固定子１５を設け、これら固定部材８を挿通せしめる開孔１０ｈを備えた可動部材１０の開孔１０ｈに、永久磁石１４を備えた可動子９を配設するとともに、可動部材１０の可動軸１１先端に可動電極１２を設ける。また、前記固定部材８のコイル部１７として、一つの固定部材８ａには、長さ方向の全域に設け、残り三つの固定部材８ｂ〜８ｄには、可動電極１２がワークＷに当接した後、押圧する際に大きい推力が得られるよう、部分的に設ける。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開孔が形成される可動部材と、この可動部材の開孔を挿通する複数本の固定部材を備え、前記可動部材のそれぞれの開孔内面に、永久磁石を備えた可動子を配設するとともに、前記それぞれの固定部材にコイル部を備えた固定子を設けることにより、前記可動部材に推力を与え、該可動部材を所定ストローク移動可能にしたリニアサーボアクチュエータ機構であって、前記所定箇所の固定子のコイル部は、前記可動部材のストローク中、そのときに必要な推力を形成するに足りるよう、所定箇所の固定部材に部分的に設けられることを特徴とするリニアサーボアクチュエータ機構。
【請求項２】
前記リニアサーボアクチュエータ機構は、スポット溶接装置の可動電極側に適用されることを特徴とする請求項１に記載のリニアサーボアクチュエータ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば定置式スポット溶接装置の可動電極側に採用されるリニアサーボアクチュエータ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルやソレノイド等の電磁石とマグネットを組み合わせたリニアアクチュエータとして、単一の電磁石と同等の磁力を発生するよう複数の電磁石を並列に配設し、従来の単一の電磁石を使用する場合の装置に対して、同一の駆動力を得ながら幅や長さを縮小し、小型化を図るような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
また、推力が取り出しやすく、高推力および高い加速性能を実現できるリニアモータとして、外ヨークの中空部に単一極のマグネットを環状に固着してなる外ヨークユニットと、内ヨークの外周に巻回した複数組のコイルからなる内ヨークユニットと、前記コイルとマグネットが対向するように外ヨークユニット間を軸方向特定部で連結するスペーサとで構成されるリニアユニットを複数並列に配置することにより、外ヨークユニット側の重量を削減しながら高推力が得られるようにした技術も開示されている。（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２３３５８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１の場合、電磁石を複数並列に分割しているものの、単一の電磁石と同等の磁力を得るためコイル等の総量は変化しないため、電磁石の重量を低減させることはできなかった。
また、前記特許文献２の場合、通常、マグネットが固着される外ヨークユニットに較べ、コイル等の巻線が多数存在する内ヨークユニットの方が重量が重いため、外ヨークユニットの重量が削減されてもリニアモータ全体の重量はあまり軽減されなかった。
【０００５】
このため、このような従来技術をスポット溶接用のリニアサーボガンに採用した場合、リニアモータの荷重が大きく、これを支持するための構成が大型化し、コスト高になったり、スポット溶接用リニアサーボガンの配置が制限されるという不具合があった。
【０００６】
そこで本発明は、リニアサーボアクチュエータ機構の軽量化を図り、特に、スポット溶接用のリニアサーボガンに採用した場合でも配置が制限されず、また、これを支持するための構成が簡素化されるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、複数の開孔が形成される可動部材と、この可動部材の開孔を挿通する複数本の固定部材を備え、前記可動部材のそれぞれの開孔内面に、永久磁石を備えた可動子を配設するとともに、前記それぞれの固定部材にコイル部を備えた固定子を設けることにより、前記可動部材に推力を与え、該可動部材を所定ストローク移動可能にしたリニアサーボアクチュエータ機構において、前記所定箇所の固定子のコイル部を、前記可動部材のストローク中、そのときに必要な推力を形成するに足りるよう、所定箇所の固定部材に部分的に設けるようにした。
【０００８】
すなわち、可動部材が所定ストローク移動中、常に一定の推力が必要されるのではなく、ある箇所では強い推力が必要とされるが、ある箇所では比較的弱い推力でよいような場合、強い推力が必要とされる箇所では、すべての固定部材にコイル部を設け、弱い推力でよい箇所には、必要とされる推力を形成するに足るコイル部を部分的に設けることによって、コイル部の総量を減らすことができる。
このため、アクチュエータ機構全体の重量の低減化が可能となる。
【０００９】
なお、スポット溶接装置においては、可動電極を上下動させる際、電極にワークが接触するまでは、移動させるだけの比較的弱い推力でよく、ワークに接触した後、所定圧力を加える必要があるため、強い推力が必要とされる。このため、このようなリニアサーボアクチュエータ機構を、スポット溶接装置の可動電極側に適用すれば好適である。
【発明の効果】
【００１０】
可動部材のストローク中、そのときに必要な推力を形成するに足るよう、部分的にコイル部を形成することにより、機構自体の軽量化が図られ、コスト削減も可能となる。
そしてこのようなアクチュエータ機構をスポット溶接装置の可動電極側に適用すれば好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構が採用されるスポット溶接装置の正面図である。
【図２】本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構の正面図である。
【図３】図２のＡ視図である。
【図４】図２のＢ部の内部構造を示す拡大図で（ａ）は正面方向から見た図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構の他の実施例を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構は、軽量化が図られ、特に、スポット溶接用のリニアサーボガンに採用した場合でも配置が制限されず、また、これを支持するための構成を簡素化できるようにされており、可動部材のストローク中、そのときに必要な推力が形成されるに足りるよう、部分的にコイル部を配設することを特徴としており、本実施例ではスポット溶接装置に適用されている。
【００１３】
すなわち、図１に示すように、本発明に係るリニアサーボアクチュエータ機構が適用される定置式Ｃ型スポット溶接機１は、支柱２に支持される基台３と、支柱２上に配設される溶接トランス４を備えており、前記基台３上には、本リニアサーボアクチュエータ機構が採用されるアクチュエータ５を複数備えた昇降機構６が配設されている。
【００１４】
そして、この昇降機構６は、図２、図３に示すように、図２において左右方向に配設される基板プレート７ａ、７ｂと、この基板プレート７ａ、７ｂ間に等間隔で平行に配設され且つ後述する固定子１５が配設される四つの固定部材８と、これら四つの固定部材８を挿通せしめることのできるそれぞれの開孔１０ｈを備えた可動部材１０と、前記四つの開孔１０ｈの中心位置から、固定体８の軸線方向と平行に可動部材１０の一端側に固定されて一方側の外部に突出する可動軸１１と、この可動軸１１の先端に取り付けられる可動電極１２を備えており、前記一方側の基板プレート７ａには、可動軸１１を挿通せしめることのできる挿通孔が形成されている。
【００１５】
前記可動部材１０のそれぞれの開孔１０ｈ内面には、図４に示すように、筒状部材１３が取り付けられ、この筒状部材１３の内面には、環状に配設される永久磁石１４が設けられている。そしてこの永久磁石１４は、開孔１０ｈの幅方向に離間する数列として構成され、筒状部材１３と永久磁石１４によって可動子９が構成されている。
【００１６】
前記固定部材８は、長さ方向の全ての箇所に、以下に述べる固定子１５が配設されるものと、固定子１５が部分的に配設される固定部材８とが混在しているが、固定子１５が配設される箇所の固定部材８の構造について説明すると、図４に示すように、パイプ部材１６の周囲に巻回される複数列のコイル部１７と、各コイル部１７の間に配設されるコア部１８と、コイル部１７やコア部１８の外周を覆う樹脂製の円筒部材１９によって固定子１５が構成されている。
【００１７】
そしてこの固定子１５は、図５に示すように、一つの固定部材８ａに対しては、その全長において固定子１５が形成され（黒塗り部分）、他の三つの固定部材８ｂ〜８ｄに対しては、先端側のみ固定子１５が形成されている。
なお、このような昇降機構６は、図１のスポット溶接機１にセットする際、すべての固定部材８に固定子１５が形成される側が下向きになってセットされている。
【００１８】
一方、図１に示すスポット溶接機１において、前記可動電極１０に対向して配置される固定電極２１は、前記基台３の下面に接続されるＣ型固定アーム２２の先端に配設され、この固定電極２１は、前記Ｃ型固定アーム２２を介して溶接トランス４と電気的に接続されている。また、前記可動電極１２も、前記可動軸１１を介して溶接トランス４と電気的に接続されている。
【００１９】
以上のような構成において、スポット溶接を行うときは、可動電極１２を上昇端の位置、すなわち、可動部材１０が上方の基板プレート７ｂに当接する位置まで上昇させて原位置として待機させ、固定電極２１上にワークＷをセットする。
【００２０】
次いで、昇降機構６を制御し、可動部材１０を下降させるが、この際、可動部材１０が上昇端から中間位置付近に移動するまでは、図５に示すように、一つの固定部材８ａの固定子１５だけの推力で駆動するよう制御し、中間位置付近からは、四つの固定部材８ａ〜８ｄの固定子１５の推力によって駆動するよう制御する。このため、最終的には、強力な推力により必要な溶接圧が確保され、この状態で通電すればスポット溶接が完了する。
【００２１】
スポット溶接が完了すると、四つの固定部材８ａ〜８ｄの固定子１５を制御して上昇を開始させるが、中間位置付近からは、可動部材１０を上昇させるに足るだけの一つの固定部材８ａの固定子１５で駆動し、上昇端まで移動させ、原位置で待機させる。
【００２２】
以上のような要領により、推力をあまり必要としない区間において固定子１５のコイル部１７の配設を省略するようにすれば、昇降機構６全体を軽量化することが可能となり、支柱５０の構造の簡素化が図られると同時に、溶接機１配置の自由度を高めることができる。
【００２３】
なお、以上の実施例では、昇降機構６のすべてのアクチュエータ５を同時に制御するように構成しているが、可動部材１０が原位置から下方に向けて移動する初期段階では一つのアクチュエータ５だけを制御し、下端近傍で、全てのアクチュエータ５を制御し、作業終了後は再び一つのアクチュエータ５だけを制御するようにしても良い。
【００２４】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば、上記実施例は、四つの固定部材８ａ〜８ｄを使用する例を示したが、図６に示すように、二つの固定部材８ａ、８ｂを用いることも可能である。この場合は、四つの固定部材８ａ〜８ｄの固定子１５を使用する場合と同等の推力を得るため、可動部材１０の長さを長くする必要が生じる。このため、必然的に固定部材８ａ、８ｂの長さも長くなる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
コイル等の電磁石を使用したリニアサーボアクチュエータ機構において、コイルの設置箇所に無駄を無くして重量軽減が図られるため、特にスポット溶接用リニアサーボガン等には広い普及が期待される。
【符号の説明】
【００２６】
１…定置式Ｃ型スポット溶接機、５…アクチュエータ、６…昇降機構、８…固定部材、９…可動子、１０…可動部材、１０ｈ…開孔、１４…永久磁石、１５…固定子、１７…コイル部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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