JP2004129316A - Linear motor actuator - Google Patents

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JP2004129316A
JP2004129316A JP2002285443A JP2002285443A JP2004129316A JP 2004129316 A JP2004129316 A JP 2004129316A JP 2002285443 A JP2002285443 A JP 2002285443A JP 2002285443 A JP2002285443 A JP 2002285443A JP 2004129316 A JP2004129316 A JP 2004129316A
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JP
Japan
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stator
mover
bearing
linear motor
air
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Withdrawn
Application number
JP2002285443A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Asao
浅生 利之
Taro Miyamoto
宮本 太郎
Shuhei Yamanaka
山中 修平
Wataru Nakayama
中山 亘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear actuator which can secure space for air between a moving member and a stator by preventing the stator from flexing to cause contact with the moving member. <P>SOLUTION: For the bar-shaped stator 3 having a field magnet, both its ends are supported by a base 1. The moving member 4 capable of axial movement is set to the stator 3. A movement guide device 7 guides the moving member into movement in axial direction of the stator 3 while supporting the load of the moving member 4, and is arranged between the base 1 and the moving member 4. Bearings 8 and 8, which restrains the stator from flexing so that the moving element may not contact with the stator 3, are provided at one end at least in the shifting direction of the moving member 4. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、N極の磁極とS極の磁極とが交互に並ぶ界磁マグネットを有する棒状の固定子に対して、コイルを有する可動子が相対的に運動するリニアモータアクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】
N極の磁極とS極の磁極とが交互に並ぶ界磁マグネットを有する棒状の固定子に対して、コイルを有する可動子が相対的に運動するリニアモータアクチュエータが知られている。固定子を取り囲むコイルの各部分に、界磁マグネットに磁極の極性に応じた電流を流すと、電流と界磁マグネットが形成する磁界との相互作用により可動子に推力が発生する(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−150973号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
可動子は固定子に接触することなく、すなわち可動子と固定子との間に空気の隙間を空けて、運動するのが望ましい。可動子が固定子に接触すると、接触した部分が抵抗になり、可動子のコイルに多くの電流が流れてしまうからである。
【0005】
棒状の固定子の長さが短く、可動子のストロークが短い場合は、可動子が固定子に接触することはない。しかし、固定子の長さが長く、可動子のストロークが長くなると、固定子が自重や吸引力等の影響により固定子が撓み、可動子と固定子との間に空気の隙間を保てなくなってしまう。
【0006】
そこで本発明は、固定子が撓んで可動子と固定子とが接触するのを防止し、可動子と固定子との間に空気の隙間を確保することができるリニアモータアクチュエータを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下本発明について説明する。上記課題を解決するために本発明は、界磁マグネットを有し、その両端が支持される棒状の固定子と、前記固定子に嵌められるコイルを有し、前記固定子の軸線方向に運動可能な可動子と、前記可動子の荷重を支持しつつ前記可動子が前記固定子の軸線方向に運動するのを案内する運動案内装置と、前記可動子の移動方向の少なくとも一端に取り付けられ、前記可動子が前記固定子に接触することがないように前記固定子が撓むのを抑制する軸受けと、を備えることを特徴とするリニアモータアクチュエータにより、上述した課題を解決する。
【0008】
この発明によれば、固定子が長く、且つ可動子のストロークが長い場合でも、可動子が固定子に接触することなく動作することができる。
【0009】
前記軸受けは、固定子と前記軸受けとの間に圧縮空気を吹き込んで、空気圧で前記固定子の荷重を支持する空気軸受けからなることが望ましい。
【0010】
この発明によれば、空気軸受けが撓んだ固定子を持ち上げて固定子が撓むのを抑制する。また空気軸受けを使用すると、ボールブッシュやすべり軸受け等を使用する場合に比べ、空気軸受けが軸線方向に移動するときの摩擦力も摩擦力の変動も小さくなるので、可動子を一定の速度で移動させることができる。
【0011】
また前記運動案内装置は、前記固定子と平行に細長く伸びる軌道部材と、前記に可動子に取り付けられ、前記軌道部材に沿って運動可能な移動部材とを有し、前記軌道部材と前記移動部材との間には圧縮空気が吹き込まれ、空気圧で前記移動部材が浮かせられるのが望ましい。
【0012】
この発明によれば、運動案内装置で生ずる摩擦力も小さくすることができ、可動子をより一定の速度で移動させることができる。
【0013】
さらに前記固定子と前記軸受けとの間に吹き込まれた前記圧縮空気が、前記可動子を冷却できるように前記固定子と前記可動子との間の隙間に流入することが望ましい。
【0014】
さらに本発明は、細長く伸びるベースと、前記ベースの長手方向に伸びると共に両端が前記ベースに支持され、界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記固定子に嵌められるコイルを有し、前記固定子の軸線方向に運動可能な可動子と、前記ベースと前記可動子との間に配置され、前記可動子の荷重を支持しつつ前記可動子が前記固定子の軸線方向に運動するのを案内する運動案内装置と、前記可動子の移動方向の少なくとも一端に取り付けられる空気軸受けと、を備えることを特徴とするリニアモータアクチュエータとしてもよい。
【0015】
さらに前記軸受け又は前記空気軸受けが前記可動子の移動方向の両端に取り付けられるのが望ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態におけるリニアモータアクチュエータの側面図を示す。リニアモータアクチュエータは、例えば半導体製造装置のX,Y軸のアクチュエータとして用いられる。より具体的には、比較的大きなストロークが必要となる、大型の液晶ディスプレイ用の基板に薄膜をコーティングするためのアクチュエータ等に好適に用いられる。
【0017】
細長く伸びるベース1は長手方向の両端に支持プレート2,2を有し、この支持プレート2,2に棒状の固定子(以下ロッド3という)の両端が固定されている。ロッド3にはコイルを有する可動子4が嵌められる。可動子4は、可動子4とベースとの間に配置された運動案内装置7によって、荷重を支持されつつロッド3の軸線方向に運動可能に案内されている。可動子4の移動方向の両端には、一対の空気軸受け8,8が取り付けられている。
【0018】
図2はロッド3及び可動子4を示す。ロッド3は断面が円形でその表面が円滑に加工されている。このロッド3はN極の磁極とS極の磁極とを有する複数の永久磁石3a…を有する。複数の永久磁石3a…は、N極同士及びS極同士が対向するように交互に並べて配置されている(図3参照)。これにより、ロッド3にはその長手方向に沿ってN極の磁極とS極の磁極が交互に並んだ駆動用の着磁部が形成され、これが界磁マグネットとなっている。
【0019】
可動子4は、全体が四角柱状に形成されるハウジング4a内に円筒状のコイル4bを収納して構成される。ハウジング4aの底面は運動案内装置7の移動ブロック5,5に取り付けられ、上面は移動対象に取り付けられる。ハウジング4aには複数条の溝が形成され、これによりコイルに発生する熱を逃がすためのフィンが形成されている。
【0020】
図3及び図4はリニアモータの作動原理を示す。コイル4bはU,V及びW相の3つのコイルを1組とするコイル群を有している。いずれの相のコイルもリング状であり、ロッド3の外周に隙間を空けて巻かれている。各相のコイルのピッチは永久磁石3aのピッチよりも短く設定される。
【0021】
ロッド3にはS極の磁極からN極の磁極に向かって磁束10が形成される。可動子4には図示しない磁極センサが内蔵されており、この磁極センサが各コイルと界磁マグネットの磁極とのロッド3の長手方向における位置関係を検出する。磁極センサの信号はドライバに入力され、ドライバが各コイルと界磁マグネットとの位置関係に応じてコイル4bに最適な電流を演算して流す。各コイル4bに電流が流れると、各コイル4bに流れる電流と界磁マグネットが形成する磁束10との相互作用によって、可動子が固定子の軸線方向に移動する。
【0022】
図5及び図6は、可動子4の移動方向の両端に取り付けられる空気軸受け8を示す。空気軸受け8はロッド3を取り囲むように筒状に形成されたエアーパッド8aを有していて、エアーパッド8a内に円環状の流体室8bが形成されている。流体室8bからは、ロッド3とエアーパッド8aとの間の隙間に臨む空気流出孔8cが、周方向に均等間隔を空けて形成されている。エアーパッド8aに圧縮空気を吹き込むと、圧縮空気が流体室8b及び空気流出孔8c等の空気通路を経由して、ロッド3とエアーパッド8aとの間の隙間に吹き込まれる。
【0023】
ロッド3のストロークが長くなると、ロッド3が自重によりあるいは磁力による吸引力により撓んでその中央部分が下がってくる。空気軸受け8は撓んだロッド3の荷重を支持し、ロッド3を例えば図5中2点鎖線の位置から実線の位置まで持ち上げる。圧縮空気の圧力、パッドの大きさ等の空気軸受け8の仕様は、支持すべきロッド3の荷重に応じて選定される。
【0024】
図7及び図8は、ベース1と可動子4との間に介在され、可動子4が運動するのを案内する運動案内装置7を示す。運動案内装置7は、直線状に細長く延びる軌道部材としての軌道レール12と、この軌道レール12に対して相対的にスライド可能に組み付けられる移動部材としての移動ブロック13とを備えている。軌道レール12がベース1の上面に取り付けられ、可動子4が移動ブロック5,5の上面に取り付けられている。軌道レール12と移動ブロック13との間には、転がり運動可能な多数の転動体としての金属製のボール14…が介在される。
【0025】
軌道レール12には、長手方向に伸び、ボールが転がる際の軌道となるボール転走溝12a…が形成される。このボール転走溝12a…は例えば左右に2条ずつ合計4条形成される。
【0026】
移動ブロック13は、軌道レール12の上面に対向する中央部13aと、中央部13aの左右両側から下方に延びて軌道レール12の左右側面に対向する側壁部13b,13bとを備える。移動ブロック13の内側には、ボール転走溝に対向し、ボールが転がる際の軌道になる負荷ボール転走溝が形成される。また移動ブロック13には、ボール転走溝12a…と所定間隔を隔てて平行に設けられるボール戻し路と、負荷ボール転走溝の両端とボール戻し路の両端を接続するU字状の方向転換路が形成される。これらの負荷ボール転走溝、方向転換路、およびボール戻し路によってボール循環路が形成される。
【0027】
複数のボール14はボールリテーナ15によって一連につなげられている。ボールリテーナ15は、ボール14…間に介在され、隣り合うボール14…の外周面に形状を合わせた凹面を両側に有する複数の間座部15aと、間座部15aを繋げる連結部15bとから構成される。ボール14…をボールリテーナ15によって回転・摺動自在に保持することで、ボール14…がスムーズに転がり、軌道レール12に対して移動ブロック13をスムーズにスライドさせることができる。
【0028】
図1に示されるように、可動子4は運動案内装置7に支持されているので、ロッド3の軸線方向には移動するが、ロッド3の軸線と直交する方向には移動できないようになっている。このため、ロッド3のストロークが長くなり、ロッド3が自重によりあるいは磁力による吸引力により撓んでその中央部分が下がってくると、ロッド3と可動子4のコイル4bが接触するおそれがある。しかし本実施形態のように、可動子4の軸線方向の両端に空気軸受け8,8を配置すると、空気軸受け8,8が撓んだロッド3の荷重を支持してロッド3を持ち上げるので、ロッド3とコイル4bとの接触を防止することができる。
【0029】
空気軸受け8を可動子4の移動方向の一端のみに配置しても、撓んだロッドを持ち上げることができるので、ロッド3とコイル4bの接触を防止することができる。空気軸受け8,8を可動子4の移動方向の両端に配置すると、可動子4の移動方向の両側で均等にロッド3を持ち上げることができるので、ロッド3とコイル4bの接触をより防止することができる。
【0030】
なお本実施形態では、軸受け8として空気軸受けを使用しているが、空気軸受けの他にもボールブッシュ、滑り軸受け等の軸受けも使用することができる。これらの軸受けも、撓んだロッド3の荷重を支持してロッド3を持ち上げることができるので、ロッド3とコイル4bとの接触を防止することができる。
【0031】
リニアモータアクチュエータを、大型の液晶ディスプレイ用の基板に一定の膜厚の膜を塗布するのに使用する場合など、可動子4を固定子3に対して一定の速度で移動させたい場合がある。本実施形態のように空気軸受け8を使用すると、ボールブッシュやすべり軸受け等を使用する場合に比べ、空気軸受け8が軸線方向に移動するときの摩擦力も摩擦力の変動も小さくなるので、推力変動を伴うことなく可動子4を一定の速度で移動させることができる。
【0032】
さらに固定子3と空気軸受け8との間に吹き込まれた圧縮空気を、固定子3と可動子4との間の隙間に流入するようにすることで、可動子4のコイル4bを冷却することもできる。
【0033】
図9は運動案内装置の他の例を示す。この例では運動案内装置20は、ベース1に取り付けられ、固定子3と平行に細長く伸びる軌道部材としての軌道レール21、可動子4に取り付けられ、軌道レール21に沿って運動可能な移動部材としての移動ブロック22とを有する。移動ブロック22にはエアーパッド23…が組み込まれる。エアーパッド23…は、軌道レール21と移動ブロック22との間に圧縮空気を吹き込み、空気圧で移動ブロック22を浮かせている。この例のように移動ブロック22を浮かせると、運動案内装置20で生ずる摩擦力も小さくすることができ、可動子4をより一定の速度で移動させることができる。
【0034】
なお上記実施形態では、液晶ディスプレイ用の基板に薄膜をコーティングするためにリニアモータアクチュエータを適用した例に説明したが、本発明のリニアモータアクチュエータは、比較的長いストロークを有するものであれば、液晶ディスプレイに限られることなく様々な用途に用いることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、リニアモータアクチュエータが、可動子の荷重を支持しつつ可動子が固定子の軸線方向に運動するのを案内する運動案内装置と、可動子の移動方向の少なくとも一端に取り付けられ、可動子が固定子に接触することがないように固定子が撓むのを抑制する軸受けとを備える。このため固定子が長く、且つ可動子のストロークが長い場合でも、可動子が固定子に接触することなく動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるリニアモータアクチュエータを示す側面図。
【図2】ロッド及び可動子を示す斜視図。
【図3】リニアモータの作動原理を示す図(側面図)。
【図4】リニアモータの作動原理を示す図(正面図)。
【図5】空気軸受けを示す、中心線に沿った断面図。
【図6】空気軸受けを示す、中心線に直交する断面図。
【図7】運動案内装置を示す斜視図。
【図8】運動案内装置を示す側面図(一部長手方向に沿った断面図を含む)。
【図9】運動案内装置の他の例を示す正面図。
【符号の説明】
1…ベース
3…ロッド(固定子)
4…可動子
4b…コイル
7,20…運動案内装置
8…空気軸受け(軸受け)
21…軌道レール(軌道部材)
22…移動ブロック(移動部材)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motor actuator in which a mover having a coil relatively moves with respect to a rod-shaped stator having a field magnet in which N magnetic poles and S magnetic poles are alternately arranged.
[0002]
[Prior art]
There is known a linear motor actuator in which a mover having a coil relatively moves with respect to a rod-shaped stator having a field magnet in which N magnetic poles and S magnetic poles are alternately arranged. When a current corresponding to the polarity of the magnetic pole is applied to each field of the coil surrounding the stator, a thrust is generated in the mover due to the interaction between the current and the magnetic field formed by the field magnet (for example, see Patent Document 1). 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-150973
[Problems to be solved by the invention]
It is desirable that the mover moves without contacting the stator, that is, with an air gap between the mover and the stator. This is because when the mover contacts the stator, the contacted portion becomes a resistance, and a large amount of current flows through the coil of the mover.
[0005]
When the length of the rod-shaped stator is short and the stroke of the mover is short, the mover does not contact the stator. However, when the length of the stator is long and the stroke of the mover is long, the stator bends due to the effect of its own weight and suction force, and the air gap between the mover and the stator cannot be maintained. Would.
[0006]
Therefore, the present invention provides a linear motor actuator capable of preventing the stator from bending and causing the mover and the stator to come into contact with each other and securing a gap between the mover and the stator. Aim.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the present invention will be described. In order to solve the above problems, the present invention has a field magnet, a rod-shaped stator whose both ends are supported, and a coil fitted to the stator, which can move in the axial direction of the stator. Mover, a movement guide device that guides the mover in the axial direction of the stator while supporting the load of the mover, attached to at least one end in the moving direction of the mover, The above-mentioned object is achieved by a linear motor actuator comprising: a bearing that suppresses bending of the stator so that the mover does not contact the stator.
[0008]
According to the present invention, even when the stator is long and the stroke of the mover is long, the mover can operate without contacting the stator.
[0009]
It is desirable that the bearing be an air bearing that blows compressed air between a stator and the bearing to support the load of the stator with air pressure.
[0010]
According to the present invention, the air bearing lifts the bent stator to suppress the stator from bending. In addition, when the air bearing is used, the frictional force and the fluctuation of the frictional force when the air bearing moves in the axial direction are smaller than when the ball bush or the slide bearing are used, so that the mover is moved at a constant speed. be able to.
[0011]
Further, the motion guide device has a track member that extends elongated in parallel with the stator, and a moving member that is attached to the mover and that can move along the track member. The track member and the moving member It is preferable that compressed air is blown in between the moving member and the moving member to be lifted by air pressure.
[0012]
According to the present invention, the frictional force generated by the motion guide device can be reduced, and the mover can be moved at a more constant speed.
[0013]
Further, it is preferable that the compressed air blown between the stator and the bearing flows into a gap between the stator and the mover so that the mover can be cooled.
[0014]
Further, the present invention includes a base that is elongated and elongated, a rod-shaped stator having a field magnet, both ends of which are supported by the base while extending in the longitudinal direction of the base, and a coil that is fitted to the stator. A movable element movable in the axial direction of the movable element, and a movable element arranged between the base and the movable element to guide the movable element moving in the axial direction of the stator while supporting the load of the movable element. And a pneumatic bearing attached to at least one end of the mover in the moving direction of the mover.
[0015]
Further, it is desirable that the bearing or the air bearing is attached to both ends of the mover in the moving direction.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a side view of a linear motor actuator according to an embodiment of the present invention. The linear motor actuator is used, for example, as an X-axis and Y-axis actuator of a semiconductor manufacturing apparatus. More specifically, it is suitably used for an actuator or the like for coating a thin film on a substrate for a large liquid crystal display, which requires a relatively large stroke.
[0017]
The elongated base 1 has support plates 2, 2 at both ends in the longitudinal direction, and both ends of a rod-shaped stator (hereinafter, referred to as a rod 3) are fixed to the support plates 2, 2. A mover 4 having a coil is fitted on the rod 3. The mover 4 is guided by a movement guide device 7 disposed between the mover 4 and the base so as to be movable in the axial direction of the rod 3 while supporting a load. A pair of air bearings 8, 8 are attached to both ends of the mover 4 in the moving direction.
[0018]
FIG. 2 shows the rod 3 and the mover 4. The rod 3 has a circular cross section and its surface is processed smoothly. The rod 3 has a plurality of permanent magnets 3a having N magnetic poles and S magnetic poles. The plurality of permanent magnets 3a are alternately arranged so that N poles and S poles face each other (see FIG. 3). As a result, a driving magnetized portion in which N-poles and S-poles are alternately arranged along the longitudinal direction of the rod 3 is formed, and this is a field magnet.
[0019]
The mover 4 is configured by housing a cylindrical coil 4b in a housing 4a formed in a quadrangular prism shape as a whole. The bottom surface of the housing 4a is attached to the moving blocks 5 and 5 of the motion guide device 7, and the upper surface is attached to a moving object. A plurality of grooves are formed in the housing 4a, thereby forming fins for releasing heat generated in the coil.
[0020]
3 and 4 show the operation principle of the linear motor. The coil 4b has a coil group in which three coils of the U, V, and W phases constitute one set. Each phase coil is ring-shaped, and is wound around the outer periphery of the rod 3 with a gap. The pitch of the coils of each phase is set shorter than the pitch of the permanent magnet 3a.
[0021]
A magnetic flux 10 is formed on the rod 3 from the S pole to the N pole. The mover 4 has a built-in magnetic pole sensor (not shown), and the magnetic pole sensor detects the positional relationship between each coil and the magnetic pole of the field magnet in the longitudinal direction of the rod 3. The signal of the magnetic pole sensor is input to the driver, and the driver calculates and flows an optimal current to the coil 4b according to the positional relationship between each coil and the field magnet. When a current flows through each coil 4b, the mover moves in the axial direction of the stator due to the interaction between the current flowing through each coil 4b and the magnetic flux 10 formed by the field magnet.
[0022]
5 and 6 show the air bearings 8 attached to both ends of the mover 4 in the moving direction. The air bearing 8 has an air pad 8a formed in a cylindrical shape so as to surround the rod 3, and an annular fluid chamber 8b is formed in the air pad 8a. From the fluid chamber 8b, air outflow holes 8c facing the gap between the rod 3 and the air pad 8a are formed at equal intervals in the circumferential direction. When compressed air is blown into the air pad 8a, the compressed air is blown into the gap between the rod 3 and the air pad 8a via the air passage such as the fluid chamber 8b and the air outflow hole 8c.
[0023]
When the stroke of the rod 3 becomes long, the rod 3 is bent by its own weight or by the attraction force of the magnetic force, and its central part is lowered. The air bearing 8 supports the load of the bent rod 3 and lifts the rod 3 from, for example, a position indicated by a two-dot chain line in FIG. 5 to a position indicated by a solid line. The specifications of the air bearing 8, such as the pressure of the compressed air and the size of the pad, are selected according to the load of the rod 3 to be supported.
[0024]
7 and 8 show a movement guide device 7 interposed between the base 1 and the mover 4 and guiding the mover 4 to move. The motion guide device 7 includes a track rail 12 as a track member extending linearly and elongated, and a moving block 13 as a moving member that is slidably attached to the track rail 12. The track rail 12 is mounted on the upper surface of the base 1, and the mover 4 is mounted on the upper surfaces of the moving blocks 5, 5. Between the track rail 12 and the moving block 13, there are interposed a number of rolling balls made of metal balls 14.
[0025]
The track rail 12 has ball rolling grooves 12a extending in the longitudinal direction and serving as tracks when the ball rolls. The ball rolling grooves 12a are formed, for example, two on each of the left and right sides, for a total of four.
[0026]
The moving block 13 includes a central portion 13 a facing the upper surface of the track rail 12, and side wall portions 13 b extending downward from both left and right sides of the central portion 13 a and facing the left and right side surfaces of the track rail 12. A loaded ball rolling groove is formed inside the moving block 13 so as to face the ball rolling groove and serve as a trajectory when the ball rolls. The moving block 13 has a ball return path provided in parallel with the ball rolling grooves 12a at a predetermined interval, and a U-shaped direction change connecting both ends of the loaded ball rolling grooves and both ends of the ball return path. A path is formed. A ball circulation path is formed by the loaded ball rolling grooves, the direction change path, and the ball return path.
[0027]
The plurality of balls 14 are connected in series by a ball retainer 15. The ball retainer 15 is composed of a plurality of spacers 15a having concave surfaces on both sides thereof, the concaves being formed on the outer surfaces of the adjacent balls 14 and being interposed between the balls 14 and connecting portions 15b connecting the spacers 15a. Be composed. By holding the balls 14 rotatably and slidably by the ball retainer 15, the balls 14 roll smoothly, and the moving block 13 can slide smoothly on the track rail 12.
[0028]
As shown in FIG. 1, since the mover 4 is supported by the motion guide device 7, it can move in the axial direction of the rod 3, but cannot move in the direction orthogonal to the axis of the rod 3. I have. For this reason, when the stroke of the rod 3 becomes long and the rod 3 is bent by its own weight or by the attraction force of the magnetic force and its central part is lowered, the rod 3 may come into contact with the coil 4b of the mover 4. However, when the air bearings 8, 8 are arranged at both ends in the axial direction of the mover 4 as in the present embodiment, the air bearings 8, 8 support the bent rod 3 and lift the rod 3, so that the rod 3 is lifted. 3 can be prevented from contacting the coil 4b.
[0029]
Even if the air bearing 8 is arranged only at one end in the moving direction of the mover 4, the bent rod can be lifted, so that contact between the rod 3 and the coil 4b can be prevented. If the air bearings 8, 8 are arranged at both ends in the moving direction of the mover 4, the rod 3 can be lifted evenly on both sides in the moving direction of the mover 4, so that the contact between the rod 3 and the coil 4b can be further prevented. Can be.
[0030]
In the present embodiment, an air bearing is used as the bearing 8, but a bearing such as a ball bush or a sliding bearing can be used in addition to the air bearing. These bearings can also lift the rod 3 while supporting the load of the bent rod 3, so that contact between the rod 3 and the coil 4b can be prevented.
[0031]
In some cases, such as when the linear motor actuator is used to apply a film having a constant thickness to a large liquid crystal display substrate, there is a case where it is desired to move the mover 4 with respect to the stator 3 at a constant speed. When the air bearing 8 is used as in the present embodiment, the frictional force and the fluctuation of the frictional force when the air bearing 8 moves in the axial direction are reduced as compared with the case of using a ball bush, a slide bearing, or the like. The mover 4 can be moved at a constant speed without the following.
[0032]
Further, the compressed air blown between the stator 3 and the air bearing 8 is caused to flow into the gap between the stator 3 and the mover 4, thereby cooling the coil 4b of the mover 4. You can also.
[0033]
FIG. 9 shows another example of the exercise guide device. In this example, the motion guide device 20 is attached to the base 1, a track rail 21 as a track member that extends elongated in parallel with the stator 3, and is attached to the mover 4 as a movable member that can move along the track rail 21. And a moving block 22. Air pads 23 are incorporated in the moving block 22. The air pads 23 blow compressed air between the track rail 21 and the moving block 22 to float the moving block 22 by air pressure. When the moving block 22 is lifted as in this example, the frictional force generated by the motion guide device 20 can be reduced, and the mover 4 can be moved at a more constant speed.
[0034]
Note that, in the above embodiment, an example was described in which a linear motor actuator was applied to coat a thin film on a substrate for a liquid crystal display. It can be used for various applications without being limited to the display.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the linear motor actuator includes a motion guide device that guides the mover to move in the axial direction of the stator while supporting the load of the mover, and at least one end in the moving direction of the mover. And a bearing for suppressing the stator from bending so that the mover does not contact the stator. Therefore, even when the stator is long and the stroke of the mover is long, the mover can operate without contacting the stator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a linear motor actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a rod and a mover.
FIG. 3 is a view (side view) showing the operation principle of the linear motor.
FIG. 4 is a diagram (front view) illustrating the operation principle of the linear motor.
FIG. 5 is a sectional view taken along a center line, showing the air bearing.
FIG. 6 is a cross-sectional view orthogonal to a center line showing the air bearing.
FIG. 7 is a perspective view showing an exercise guide device.
FIG. 8 is a side view showing a motion guide device (including a cross-sectional view partially along the longitudinal direction).
FIG. 9 is a front view showing another example of the exercise guide device.
[Explanation of symbols]
1: Base 3: Rod (stator)
4 mover 4b coil 7, 20 movement guide device 8 air bearing (bearing)
21: Track rail (track member)
22 Moving block (moving member)

Claims (6)

界磁マグネットを有し、その両端が支持される棒状の固定子と、
前記固定子に嵌められるコイルを有し、前記固定子の軸線方向に運動可能な可動子と、
前記可動子の荷重を支持しつつ前記可動子が前記固定子の軸線方向に運動するのを案内する運動案内装置と、
前記可動子の移動方向の少なくとも一端に取り付けられ、前記可動子が前記固定子に接触することがないように前記固定子が撓むのを抑制する軸受けと、
を備えることを特徴とするリニアモータアクチュエータ。
A rod-shaped stator having a field magnet, both ends of which are supported,
A mover having a coil fitted to the stator, and movable in an axial direction of the stator;
A movement guide device that guides the mover in the axial direction of the stator while supporting the load of the mover,
A bearing attached to at least one end of the moving direction of the mover, for suppressing the flexure of the stator so that the mover does not contact the stator,
A linear motor actuator comprising:
前記軸受けは、前記固定子と前記軸受けとの間に圧縮空気を吹き込んで、空気圧で前記固定子の荷重を支持する空気軸受けからなることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータアクチュエータ。2. The linear motor actuator according to claim 1, wherein the bearing comprises an air bearing that blows compressed air between the stator and the bearing to support a load of the stator by air pressure. 3. 前記運動案内装置は、
前記固定子と平行に細長く伸びる軌道部材と、
前記可動子に取り付けられ、前記軌道部材に沿って運動可能な移動部材とを有し、
前記軌道部材と前記移動部材との間には圧縮空気が吹き込まれ、空気圧で前記移動部材が浮かせられることを特徴とする請求項2に記載のリニアモータアクチュエータ。
The exercise guide device,
A track member extending elongated in parallel with the stator;
A moving member attached to the mover and movable along the track member;
The linear motor actuator according to claim 2, wherein compressed air is blown between the track member and the moving member, and the moving member is floated by air pressure.
前記固定子と前記軸受けとの間に吹き込まれた前記圧縮空気が、前記可動子を冷却できるように前記固定子と前記可動子との間の隙間に流入することを特徴とする請求項2又は3に記載のリニアモータアクチュエータ。The compressed air blown between the stator and the bearing flows into a gap between the stator and the mover so that the mover can be cooled. 4. The linear motor actuator according to 3. 細長く伸びるベースと、
前記ベースの長手方向に伸びると共に両端が前記ベースに支持され、界磁マグネットを有する棒状の固定子と、
前記固定子に嵌められるコイルを有し、前記固定子の軸線方向に運動可能な可動子と、
前記ベースと前記可動子との間に配置され、前記可動子の荷重を支持しつつ前記可動子が前記固定子の軸線方向に運動するのを案内する運動案内装置と、
前記可動子の移動方向の少なくとも一端に取り付けられる空気軸受けと、
を備えることを特徴とするリニアモータアクチュエータ。
With a base that is elongated,
A bar-shaped stator having a field magnet, both ends of which are supported by the base while extending in the longitudinal direction of the base,
A mover having a coil fitted to the stator, and movable in an axial direction of the stator;
A movement guide device disposed between the base and the mover, for guiding the mover in the axial direction of the stator while supporting the load of the mover,
An air bearing attached to at least one end in the moving direction of the mover,
A linear motor actuator comprising:
前記軸受け又は前記空気軸受けが前記可動子の移動方向の両端に取り付けられることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載のリニアモータアクチュエータ。The linear motor actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the bearing or the air bearing is attached to both ends of the mover in the moving direction.
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