エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2005年03月25日

カテゴリ : 直動部品

第202回 リニアモータに挑戦−10:縦型リニア駆動に挑戦−2

 縦型リニアモータ(【写真1】)の駆動制御は、横型リニアモータに較べて、次の項目に難しさがあります。

1)停電などで供給電源が停止した場合、可動体への推力がゼロになるため、落下事故につながる
2)1)の対応として機械的ストッパを設けると、機構部が複雑になる
3)垂直駆動の場合、上昇時には重力加速度x可動体質量の値の力が反対方向に作用、降下時には同じ方向に力が作用する為、運動方向によりモータ駆動トルクが異なってくる

写真1

 垂直駆動機構の場合、可動体の質量による上昇/降下時の運動への影響を抑える為に、次の手段で対応が図られます。ここの事例では [2] を採用しています。
  [1] ウェイトバランスを用いて反対方向に引っ張る
  [2] バネ力で補助的に可動体を支える

引張りバネを用いた縦型リニア駆動機構の設計

図1は、引張りバネを用いて可動体を吊り下げ、引張りバネの自然長と可動体を吊り下げて自然落下した長さの差を、シャフトモータのストロークの半分と設定して、機構設計しています。
この設計では、モータが稼動中に停電等の事故が生じても、引張りバネのバネ力により可動体が落下して、トラブルにつながることは避けられます。
引張りバネによる落下防止対策は、バネ定数の選び方により上下方向の変化による慣性力の影響や、高速往復運動のバネ力の遅れによる振動(うねり)などの悪影響は回避できます。シャフトモータのモータトルクとの相対的な関係のため、複数個のバネから適切なものを選定。

 次回は、縦型のシャフトモータ駆動ユニットの断線対策と、コンパクト構造化について解説します。

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