JP7651695B2 - ダイレクトドライブ伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、伝送システムの技術分野に関し、特にダイレクトドライブ伝送システムに関する。

ダイレクトドライブ伝送システム技術の発展に伴い、ダイレクトドライブ伝送システムは、様々なダイレクトドライブモータにおいて広く応用されてきている。

従来技術の前記ダイレクトドライブ伝送システムは、複数の固定子と複数の可動子で構成され、固定子を介して可動子の運動を駆動して直線運動の効果を達成する。従来のダイレクトドライブ伝送システムにおいて、ダイレクトドライブ伝送システムのガイドレール及びエンドカバーは、一般的に面一であり又は一定の取付距離を保持し、可動子の直線運動を容易にする。

しかしながら、従来技術では、ガイドレールとエンドカバーとの係合がコンパクトではないため、ダイレクトドライブモータのサイズが使用シーンを満たすことができず、組立効果が悪く、耐荷能力も低い。

したがって、新たなダイレクトドライブ伝送システムを提供して上記問題を解決する必要がある。

本発明が解決しようとする技術課題は、組み立てが容易になり、ガイドレールとエンドカバーとの間をコンパクトにすることでモータの長さ寸法を低減しやすくするダイレクトドライブ伝送システムを提供することである。

上記技術課題を解決するために、本発明ダイレクトドライブ伝送システムを提供する。前記ダイレクトドライブ伝送システムは、可動子ユニットと、前記可動子ユニットの運動を駆動する固定子ユニットとを含み、
前記固定子ユニットは、固定子アセンブリと、前記固定子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第１エンドカバーと、前記固定子アセンブリの前記可動子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第１ガイドレールとを含み、２つの前記第１ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第１エンドカバーの前記第１ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第１取付溝が形成され、前記第１ガイドレールの両端は、前記第１取付溝内にそれぞれ挿入され、
前記可動子ユニットは、可動子アセンブリと、前記可動子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第２エンドカバーと、前記可動子アセンブリの前記固定子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第２ガイドレールとを含み、２つの前記第２ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、２つの前記第２エンドカバーは、２つの前記第１エンドカバーとそれぞれ間隔を隔てるように正対して設けられ、２つの前記第２ガイドレールは、２つの前記第１ガイドレールにそれぞれ当接してスライド接続を形成し、前記第２エンドカバーの前記第２ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第２取付溝が形成され、前記第２ガイドレールの両端は、前記第２取付溝内にそれぞれ挿入され、前記固定子アセンブリは、前記可動子アセンブリを駆動することで前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールにおいて移動させる。

好ましくは、前記第１取付溝と前記第２取付溝は、いずれも矩形状構造である。

好ましくは、前記固定子アセンブリは、前記第１ガイドレールの前記可動子ユニットを離れる側に固定される台座と、前記台座の前記可動子ユニットに近接する側に固定される第１駆動ユニットとを含み、前記可動子アセンブリは、前記第２ガイドレールの前記固定子ユニットを離れる側に固定されるスライドベースと、前記スライドベースの前記第１駆動ユニットに近接する側に固定される第２駆動ユニットとを含み、前記第２駆動ユニットは、前記第１駆動ユニットと間隔を隔てるように正対して設けられ、前記第１駆動ユニットと前記第２駆動ユニットとは、互いに推力を発生させて前記スライドベースを駆動することにより、前記スライドベースが前記第２ガイドレールを駆動して前記台座の第１ガイドレールに沿って直線運動させるようにする。

好ましくは、前記固定子アセンブリは、前記台座の前記可動子ユニットに近接する側に固定される第１位置フィードバック装置を更に含み、前記可動子アセンブリは、前記スライドベースの前記固定子ユニットに近接する側に固定される第２位置フィードバック装置を更に含み、前記第２位置フィードバック装置は、前記第１位置フィードバック装置と間隔を隔てるように正対して設けられ、前記可動子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する位置情報を読み取る。

好ましくは、前記第１駆動ユニットは、前記台座に固定される磁気ヨークと、前記磁気ヨークに固定され且つ前記第１ガイドレールの長手方向に沿って配列される複数の永久磁石とを含み、
前記第２駆動ユニットは、前記スライドベースに固定され且つ前記第２ガイドレールの長手方向に沿って配列される複数の鉄心と、各前記鉄心にそれぞれ巻き付けられる複数の駆動巻線とを含み、各前記永久磁石は、前記駆動巻線と１つずつ間隔を隔てるように正対する。

好ましくは、前記第１位置フィードバック装置は、スケールであり、前記第２位置フィードバック装置は、スケール読取ヘッドであり、前記スケールは、前記スケール読取ヘッドと間隔を隔てるように正対して設けられる。

好ましくは、第１取付溝の第１ガイドレールの厚さ方向に沿った溝深さは、前記第１ガイドレールの厚さに等しく、第２取付溝の第２ガイドレールの厚さ方向に沿った溝深さは、第２ガイドレールの厚さよりも小さい。

従来技術に比べて、本発明のダイレクトドライブ伝送システムは、固定子ユニットを介して前記可動子ユニットを駆動して直線運動を実現し、前記固定子ユニットは、固定子アセンブリと、前記固定子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第１エンドカバーと、前記固定子アセンブリの前記可動子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第１ガイドレールとを含み、２つの前記第１ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第１エンドカバーの前記第１ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第１取付溝が形成され、前記第１ガイドレールの両端は、前記第１取付溝内にそれぞれ挿入され、前記可動子ユニットは、可動子アセンブリと、前記可動子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第２エンドカバーと、前記可動子アセンブリの前記固定子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第２ガイドレールとを含み、２つの前記第２ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、２つの前記第２エンドカバーは、２つの前記第１エンドカバーとそれぞれ間隔を隔てるように正対して設けられ、２つの前記第２ガイドレールは、２つの前記第１ガイドレールにそれぞれ当接してスライド接続を形成し、前記第２エンドカバーの前記第２ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第２取付溝が形成され、前記第２ガイドレールの両端は、前記第２取付溝内にそれぞれ挿入され、前記固定子アセンブリは、前記可動子アセンブリを駆動することで前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールにおいて移動させる。このように、ガイドレールとエンドカバーとの間の係合がよりコンパクトであり、ガイドレールの長さが同じである場合に、ダイレクトドライブモータのサイズがよりコンパクトであり、組み立てされやすい。

本発明な実施例における技術案をより明確に説明するために、以下に実施例の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかに、以下に説明する図面は本発明な実施例だけであり、当業者にとって、創造的労働をしない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。

本発明のダイレクトドライブ伝送システムの構成を示す斜視模式図である。 本発明のダイレクトドライブ伝送システムの分解構成を示す模式図である。 図１におけるＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図１におけるＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図１におけるＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施例の図面を参照しつつ、本発明の実施例における技術案を明確で完全に説明し、明らかなように、記述される実施例は本発明の一部の実施例だけであり、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得ることができる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

図１～図５に示すように、ダイレクトドライブ伝送システム１００を提供する。前記ダイレクトドライブ伝送システム１００は、可動子ユニット２と、前記可動子ユニット２の運動を駆動する固定子ユニット１とを含み、固定子ユニットを介して可動子ユニット２を駆動して直線運動を行わせる。

前記固定子ユニット１は、固定子アセンブリ１１と、前記固定子アセンブリ１１の対向する両周側に固定される２つの第１エンドカバー１２と、前記固定子アセンブリ１１の前記可動子ユニット２に近接する側に固定され且つ前記可動子ユニット２の移動方向に沿って延在する２つの第１ガイドレール１３とを含み、２つの前記第１ガイドレール１３は、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第１エンドカバー１２の前記第１ガイドレール１３に近接する側が内方へ凹むことで第１取付溝１２１が形成され、前記第１ガイドレール１３の両端は、前記第１取付溝１２１にそれぞれ挿入される。これにより、第１ガイドレール１３と第１エンドカバー１２との間の係合がよりコンパクトであり、固定効果が良好である。

前記可動子ユニット２は、可動子アセンブリ２１と、前記可動子アセンブリ２１の対向する両周側に固定される２つの第２エンドカバー２２と、前記可動子アセンブリ２１の前記固定子ユニット１に近接する側に固定され且つ前記可動子ユニット２の移動方向に沿って延在する２つの第２ガイドレール２３とを含み、２つの前記第２ガイドレール２３は、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第２エンドカバー２２は、前記第１エンドカバー１２と間隔を隔てるように正対して設けられ、２つの前記第２ガイドレール２３は、２つの前記第１ガイドレール１３にそれぞれ当接してスライド接続を形成し、前記第２エンドカバー２２の前記第２ガイドレール２３に近接する側が内方へ凹むことで第２取付溝２２１が形成され、前記第２ガイドレール２３の両端は、前記第２取付溝２２１内にそれぞれ挿入され、前記固定子アセンブリ１１は、前記可動子アセンブリ２１を駆動することで前記第２ガイドレール２３を前記第１ガイドレール１３において移動させる。このように、ガイドレールとエンドカバーとの間の係合がよりコンパクトであり、ガイドレールの長さが同じである場合に、ダイレクトドライブモータのサイズがよりコンパクトであり、組み立てされやすい。また、モータの外形の長さが同じである場合、第１ガイドレール１３及び第２ガイドレール２３内のころの数を増加させ、耐荷能力を向上させることができる。

固定子アセンブリ１１により一次磁界を生成し、固定子アセンブリ１１は、可動子アセンブリ２１に正対し、固定子アセンブリ１１と可動子アセンブリ２１との間に推力を生成し、可動子ユニット２の第２ガイドレール２３を駆動して固定子ユニット１の第１ガイドレール１３において直線運動させる。

好ましくは、固定子ユニット１は、複数あってもよい。可動子ユニット２も、複数あり、複数の固定子ユニット１は、複数の可動子ユニット２に正対して間隔を隔てて設けられ、複数の固定子ユニット１が複数の可動子ユニット２を駆動して循環直線運動を実現する。固定子ユニット１の磁界駆動方向を調整することにより、可動子ユニット２の移動方向を制御することができる。

本実施形態において、前記第１取付溝１２１と前記第２取付溝２２１は、いずれも矩形状構造である。第１ガイドレール１３と第２ガイドレール２３は、矩形状構造であり、前記第１取付溝１２１と前記第２取付溝２２１をいずれも矩形状構造とすることにより、第１取付溝１２１及び第２取付溝２２１内に第１ガイドレール１３の両端と第２ガイドレール２３の両端がそれぞれ取り付けられやすく、それにより第１端エンドカバー１２と第１ガイドレール１３の組み立てをコンパクトさせ、第２エンドカバー２２と第２ガイドレール２３の組み立てをコンパクトさせ、このようにしてモータの長手方向の寸法を低減し、モータのコンパクト性を向上させることができる。

本実施形態において、前記固定子アセンブリ１１は、前記第１ガイドレール１３の前記可動子ユニット２を離れる側に固定される台座１１１と、前記台座１１１の前記可動子ユニット２に近接する側に固定される第１駆動ユニット１１２とを含む。前記可動子アセンブリ２１は、前記第２ガイドレール２３の前記固定子ユニット１を離れる側に固定されるスライドベース２１１と、前記スライドベース２１１の前記第１駆動ユニット１１２に近接する側に固定される第２駆動ユニット２１２とを含み、前記第２駆動ユニット２１２は、前記第１駆動ユニット１１２と間隔を隔てるように正対して設けられ、前記第１駆動ユニット１１２と前記第２駆動ユニット２１２とは、互いに推力を発生させて前記スライドベースを駆動することにより、前記スライドベースが第２ガイドレール２３を駆動して前記台座１１１の第１ガイドレール１３に沿って直線運動させるようにする。

好ましくは、台座１１１が固定された時、第１駆動ユニット１１２と第２駆動ユニット２１２との間に駆動推力を生成し、それにより第２駆動ユニット２１２に固定されるスライドベース２１１を推力の作用で直線運動させる。

スライドベース２１１が固定された時、第１駆動ユニット１１２と第２駆動ユニット２１２との間に駆動推力を生成し、それにより第１駆動ユニット１１２に固定される台座１１１を推力の作用で直線運動させる。

本実施形態において、前記固定子アセンブリ１１は、前記台座１１１の前記可動子ユニット２に近接する側に固定される第１位置フィードバック装置１１３を更に含み、前記可動子アセンブリ２１は、前記スライドベース２１１の前記固定子ユニット１に近接する側に固定される第２位置フィードバック装置２１３を更に含み、前記第２位置フィードバック装置２１３は、前記第１位置フィードバック装置１１３と間隔を隔てるように正対して設けられ、前記可動子アセンブリ２１の前記固定子アセンブリ１１に対する位置情報を読み取るために用いられる。第１位置フィードバック装置１１３と第２位置フィードバック装置２１３との間で位置情報収集を行うことにより、可動子アセンブリ２１のを位置決めすることができ、位置決めの精度が高い。

本実施形態において、前記第１駆動ユニット１１２は、前記台座１１１に固定される磁気ヨーク１１２１と、前記磁気ヨーク１１２１に固定され且つ第１ガイドレール１３の長手方向に沿って配列される複数の永久磁石１１２２とを含む。前記第２駆動ユニット２１２は、前記スライドベース２１１に固定され且つ第２ガイドレール２３の長手方向に沿って配列される複数の鉄心２１２１と、各前記鉄心２１２１にそれぞれ巻き付けられる複数の駆動巻線２１２２とを含み、各前記永久磁石１１２２は、前記駆動巻線２１２２と１つずつ間隔を隔てるように正対する。複数の駆動巻線２１２２が起動することにより磁界を生成して永久磁石１１２２との推力を形成し、第２駆動ユニット２１２の移動を駆動するために用いられる。複数の駆動巻線２１２２を鉄心２１２１内に固定し、駆動巻線２１２２の磁界を増加させ、それにより第２駆動ユニット２１２の直線運動をよりよく駆動するために用いられる。複数の永久磁石１１２２を磁気ヨーク１１２１の一方側に固定することにより、磁気ヨーク１１２１の他方側を台座１１１に固定し、複数の永久磁石１１２２により常に磁界力を生成する。駆動巻線２１２２に適切な電流を流す時、駆動巻線２１２２は、一次進行波磁界を生成し、永久磁石１１２２は、二次磁界を生成し、駆動巻線２１２２と永久磁石１１２２との間に推力を生成することにより、スライドベース２１１を駆動して台座１１１上を直線運動させる。

好ましくは、複数の永久磁石１１２２は、並列し且つ間隔を隔てて磁気ヨーク１１２１に固定される。

好ましくは、複数の駆動巻線２１２２は、鉄心２１２１の第１駆動ユニット１１２に近接する側に並列し且つ均一に間隔を隔てて設けられ、磁場が均一であり、磁界効果が高い。

本実施形態において、前記第１位置フィードバック装置１１３は、スケールであり、前記第２位置フィードバック装置２１３は、スケール読取ヘッドであり、前記スケールは、前記スケール読取ヘッドに正対して設けられる。スケール読取ヘッドは、第２位置フィードバック装置２１３からフィードバックされた位置情報を識別するために用いられ、可動子ユニット２をリアルタイムに位置決めしやすい。

なお、スケールは、インクリメンタル式のスケールであり、スケールの測定原理は、光を２つの相対的に移動する格子によってモアレ縞に変調し、モアレ縞をカウントして細分化した後で変位変化量を得て、且つスケール格子の上に１つ又は複数の参照点を設定することにより位置決めをする。好ましくは、前記スケールは、前記可動子ユニット２に取り付けられ、スケールからフィードバックされた位置の精度が高い。前記スケールを前記読取ヘッドに正対して設置させることにより、読取ヘッドにスケールの情報をリアルタイムに識別させやすく、読み取り及び書き込みの効率が高く、位置決めの効果が高い。

好ましくは、スケールは、台座１１１に取り付けられ、読取ヘッドは、スライドベース２１１に取り付けられ、前記スケールは、前記スケール読取ヘッドに正対して設けられる。

好ましくは、スケールは、リニアスケール又はマグネットスケールである。リニアスケール又はマグネットスケールは、コストが低い。なお、スケールは、リニアスケール又はマグネットスケールに限定されない。

本実施形態において、第１取付溝１２１の第１ガイドレール１３の厚さ方向に沿った溝深さは、前記第１ガイドレール１３の厚さに等しく、第２取付溝２２１の第２ガイドレール２３の厚さ方向に沿った溝深さは、第２ガイドレール２２１の厚さよりも小さい。これにより、第１エンドカバー１２と第１ガイドレール１３との間の取り付けがコンパクトであり、第２エンドカバー２２と第２ガイドレール２３との間の取り付けもコンパクトである。

従来技術に比べて、固定子ユニットを介して前記可動子ユニットを駆動して直線運動を実現し、前記固定子ユニットは、固定子アセンブリと、前記固定子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第１エンドカバーと、前記固定子アセンブリの前記可動子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第１ガイドレールとを含み、２つの前記第１ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第１エンドカバーの前記第１ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第１取付溝が形成され、前記第１ガイドレールの両端は、前記第１取付溝内にそれぞれ挿入され、前記可動子ユニットは、可動子アセンブリと、前記可動子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第２エンドカバーと、前記可動子アセンブリの前記固定子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第２ガイドレールとを含み、２つの前記第２ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、２つの前記第２エンドカバーは、２つの前記第１エンドカバーとそれぞれ間隔を隔てるように正対して設けられ、２つの前記第２ガイドレールは、２つの前記第１ガイドレールにそれぞれ当接してスライド接続を形成し、前記第２エンドカバーの前記第２ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第２取付溝が形成され、前記第２ガイドレールの両端は、前記第２取付溝内にそれぞれ挿入され、前記固定子アセンブリは、前記可動子アセンブリを駆動することで前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールにおいて移動させる。このように、ガイドレールとエンドカバーとの間の係合がよりコンパクトであり、ガイドレールの長さが同じである場合に、ダイレクトドライブモータのサイズがよりコンパクトであり、組み立てされやすい。

上記したのは、本発明の実施形態だけであり、当業者にとって、本発明の創造的構想を逸脱しない前提で、種々の改良も行ってもよいが、これらは、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (6)

1. ダイレクトドライブ伝送システムであって、
   可動子ユニットと、前記可動子ユニットの運動を駆動する固定子ユニットとを含み、
   前記固定子ユニットは、固定子アセンブリと、前記固定子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第１エンドカバーと、前記固定子アセンブリの前記可動子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第１ガイドレールとを含み、２つの前記第１ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、前記第１エンドカバーの前記第１ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第１取付溝が形成され、前記第１ガイドレールの両端は、前記第１取付溝内にそれぞれ挿入され、
   前記可動子ユニットは、可動子アセンブリと、前記可動子アセンブリの対向する両周側に固定される２つの第２エンドカバーと、前記可動子アセンブリの前記固定子ユニットに近接する側に固定され且つ前記可動子ユニットの移動方向に沿って延在する２つの第２ガイドレールとを含み、２つの前記第２ガイドレールは、平行であり且つ間隔を隔てて設けられ、２つの前記第２エンドカバーは、２つの前記第１エンドカバーとそれぞれ間隔を隔てるように正対して設けられ、２つの前記第２ガイドレールは、２つの前記第１ガイドレールにそれぞれ当接してスライド接続を形成し、前記第２エンドカバーの前記第２ガイドレールに近接する側が内方へ凹むことで第２取付溝が形成され、前記第２ガイドレールの両端は、前記第２取付溝内にそれぞれ挿入され、前記固定子アセンブリは、前記可動子アセンブリを駆動することで前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールにおいて移動させることを特徴とするダイレクトドライブ伝送システム。
2. 前記第１取付溝と前記第２取付溝は、いずれも矩形状構造であることを特徴とする請求項１に記載のダイレクトドライブ伝送システム。
3. 前記固定子アセンブリは、前記第１ガイドレールの前記可動子ユニットを離れる側に固定される台座と、前記台座の前記可動子ユニットに近接する側に固定される第１駆動ユニットとを含み、前記可動子アセンブリは、前記第２ガイドレールの前記固定子ユニットを離れる側に固定されるスライドベースと、前記スライドベースの前記第１駆動ユニットに近接する側に固定される第２駆動ユニットとを含み、前記第２駆動ユニットは、前記第１駆動ユニットと間隔を隔てるように正対して設けられ、前記第１駆動ユニットと前記第２駆動ユニットとは、互いに推力を発生させて前記スライドベースを駆動することにより、前記スライドベースが前記第２ガイドレールを駆動して前記台座の第１ガイドレールに沿って直線運動させるようにすることを特徴とする請求項１に記載のダイレクトドライブ伝送システム。
4. 前記固定子アセンブリは、前記台座の前記可動子ユニットに近接する側に固定される第１位置フィードバック装置を更に含み、前記可動子アセンブリは、前記スライドベースの前記固定子ユニットに近接する側に固定される第２位置フィードバック装置を更に含み、前記第２位置フィードバック装置は、前記第１位置フィードバック装置と間隔を隔てるように正対して設けられ、前記可動子アセンブリの前記固定子アセンブリに対する位置情報を読み取ることを特徴とする請求項３に記載のダイレクトドライブ伝送システム。
5. 前記第１駆動ユニットは、前記台座に固定される磁気ヨークと、前記磁気ヨークに固定され且つ前記第１ガイドレールの長手方向に沿って配列される複数の永久磁石とを含み、
   前記第２駆動ユニットは、前記スライドベースに固定され且つ前記第２ガイドレールの長手方向に沿って配列される複数の鉄心と、各前記鉄心にそれぞれ巻き付けられる複数の駆動巻線とを含み、各前記永久磁石は、前記駆動巻線と１つずつ間隔を隔てるように正対することを特徴とする請求項３に記載のダイレクトドライブ伝送システム。
6. 前記第１位置フィードバック装置は、スケールであり、前記第２位置フィードバック装置は、スケール読取ヘッドであり、前記スケールは、前記スケール読取ヘッドと間隔を隔てるように正対して設けられることを特徴とする請求項４に記載のダイレクトドライブ伝送システム。

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