JP2004140888A - Actuator unit mounted with linear motor - Google Patents

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linear motor
actuator unit
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Shiro Oga
大賀 史郎
Takashi Inoue
井上 岳志
Tadahiro Miyamoto
宮本 恭祐
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator unit mounted with a linear motor which is easy of manufacture and where the drop of efficiency of a linear motor caused by an error in manufacture is little. <P>SOLUTION: This actuator unit has a supporting arm 4 which supports a moving member 1 driven by stators 2 and 2 in cantilever state to a slider 5 slidable on a fixed track rail 6. The assembly and tuning of the actuator unit can be simplified, and the yield in manufacture and the throughput can be enhanced. Then, for parts which constitute the actuator unit excluding the linear motor, the ones lower in accuracy than conventional ones can be used. Therefore, the manufacture cost can be reduced. Furthermore, as compared with conventional ones, the efficiency of the linear motor can be enhanced since there is no factor referring to the increase of sliding resistance caused by the error of parallelism of track rails, vertical level, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータを搭載したアクチュエータユニットに関し、特に、スライダが摺動する軌道レールとステータの組み立てが容易なリニアモータを搭載したアクチュエータユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体製造装置、電子部品実装機、機械内搬送装置等において、リニアモータを搭載したアクチュエータユニットが多く使用されるようになってきている。このような、アクチュエータユニットは、一般に、中央に配置されたステータにより駆動される可動子が、ステータの両側にステータと平行に配置された2本の軌道レールに摺動自在に取り付けられたスライダによって、両側から支持された構造とされている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0003】
図2は従来の吸引力相殺型リニアモータを搭載したアクチュエータユニットの断面図である。
【0004】
図2において、ベース7の上に、一対のステータ2,2が互いに平行に配置されており、両ステータ2,2の対向する側面には、永久磁石3,3が取り付けられている。そして、両ステータ2,2の間には、ステータ2,2の磁場と自己の発生する磁場との相互作用によって駆動される可動子1が配置されている。
【0005】
また、ステータ2,2の両側のベース7上には、ステータ2,2と平行に一対の軌道レール6,6が配置されている。この軌道レール6,6には、摺動自在にスライダ5,5が取り付けられている。そして、両スライダ5,5上に跨って可動テーブル4’が設けられており、両スライダ5,5同士を固定している。更に、この可動テーブル4’の中央下部に、可動子1が固定されており、可動子1は、可動テーブル4’を介して、両スライダ5,5により、両ステータ2,2の間の空中に支持された構成とされている。
【0006】
かかる構成において、可動子1内の電磁石(図示せず)に電流が流されると、可動子1の周りに磁場が生じ、この磁場と、永久磁石3,3の磁場とが相互作用して可動子1に駆動力が働く。これにより、スライダ5,5が軌道レール6,6上を摺動して、可動テーブル4’に動力が発生することになる。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−64968号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平9−140118号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のリニアモータを搭載したアクチュエータユニットでは、ステータ2,2と平行に2本の軌道レール6,6をベース7上に配置する必要がある。そのため、軌道レール6,6同士の配置の精度、すなわち、平行度や上下レベル等の誤差が大きいと、スライダ5,5の摺動抵抗が大きくなる。その結果、リニアモータの効率が低下する。
【0010】
更に、両ステータ2,2と両軌道レール6,6との平行度、及び、可動子1と軌道レール6,6との平行度の誤差が大きいと、可動子1と永久磁石3との距離を一定に保つことができず、リニアモータの効率が低下する。
【0011】
そして、上記各部の誤差がないように精度よくアクチュエータユニットを製造するのは極めて困難であり、ベース7を精密加工する必要がある。
【0012】
そこで、本発明の目的は、製造が容易で、製造誤差によるリニアモータの効率の低下が少ない、リニアモータを搭載したアクチュエータユニットを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るリニアモータを搭載したアクチュエータユニットは、固定された1本の軌道レール上を摺動自在なスライダに、ステータにより駆動される可動子を片持状態で支持する支持腕を有することを特徴とする。
【0014】
これにより、軌道レールが1本であるため、軌道レールが2本の場合に生じる軌道レール同士の平行からのずれに起因する摺動抵抗の増大がなくなる。また、軌道レールが1本であるため、軌道レールとステータとの平行度の調整も行いやすい。従って、可動子とステータとの間隙を一定の間隙に近づけやすくなる。さらに、軌道レールとステータとの平行度の調整も行いやすい。そのため、製造も容易となり、リニアモータ以外のアクチュエータユニットを構成する部品も、従来のものよりも精度が低いものを使用することができる。
【0015】
また、本発明においては、前記ステータと前記軌道レールとは、互いに直交する面上にそれぞれ設けることができる。
【0016】
これにより、ステータと軌道レールとの配置が極めて容易となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明に係る吸引力相殺型リニアモータを搭載したアクチュエータユニットの断面図である。
【0018】
図1において、本実施形態に係るリニアモータを搭載したアクチュエータユニットは、水平面7aと垂直面7bとからなる直角面状の表面を有するベース7上に配置される。
【0019】
ベース7の垂直面7b上には一対のステータ2,2が互いに平行に配置されており、両ステータ2,2の対向する側面には、永久磁石3,3が取り付けられている。そして、両ステータ2,2の間には、ステータ2,2の磁場と自己の発生する磁場との相互作用によって駆動される可動子1が配置されている。尚、本実施形態におけるリニアモータは、吸引力相殺型リニアモータである。
【0020】
また、ベース7の水平面7a上には、ステータ2,2と平行に1本の軌道レール6が配置されている。この軌道レール6には、摺動自在にスライダ5が取り付けられている。そして、スライダ5と可動子1とを接続する直角に曲折した支持腕である可動テーブル4が設けられており、可動子1は可動テーブル4により、スライダ5に片持状態で支持されている。
【0021】
かかる構成において、可動子1内の電磁石(図示せず)に電流が流されると、可動子1の周りに磁場が生じ、この磁場と、永久磁石3,3の磁場とが相互作用して可動子1に駆動力が働く。これにより、スライダ5が軌道レール6上を摺動して、可動テーブル4に動力が発生することになる。
【0022】
このように、本実施形態においては、軌道レール6が1本であるため、上記従来のアクチュエータユニットのように、2本の軌道レールの取付誤差による摺動抵抗の増加という問題がなく、スライダ5の摺動抵抗を大幅に減少させることができる。また、軌道レール6とステータ2,2との平行度調整も、従来に比べて容易である。従って、軌道レール6とステータ2,2との平行度を向上することができ、可動子1と永久磁石3,3との間の間隙幅を一定に近づけることが容易である。従って、リニアモータの効率を向上させることができる。
【0023】
更に、直角面を有するベース7にアクチュエータユニットを組み立てることで、組み立てが更に容易となる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るリニアモータを搭載したアクチュエータユニットでは、アクチュエータユニットの軌道レールを1本としたために、アクチュエータユニットの組み立て調整が簡素化でき、製造時における歩留まり及びスループットの向上を図ることができる。そして、リニアモータ以外のアクチュエータユニットを構成する部品も、従来のものよりも精度が低いものを使用することができるため、製造コストを低廉化できる。更に、従来のものと比べると、軌道レールの平行度や上下レベル等の誤差による摺動抵抗の増加という要因がないため、リニアモータの効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る吸引力相殺型リニアモータを搭載したアクチュエータユニットの断面図である。
【図2】従来の吸引力相殺型リニアモータを搭載したアクチュエータユニットの断面図である。
【符号の説明】
1 可動子
2 ステータ
3 永久磁石
4,4’ 可動テーブル
5 スライダ
6 軌道レール
7 ベース
7a 水平面
7b 垂直面
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an actuator unit equipped with a linear motor, and more particularly to an actuator unit equipped with a linear motor in which a track rail on which a slider slides and a stator are easily assembled.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an actuator unit equipped with a linear motor has been increasingly used in a semiconductor manufacturing apparatus, an electronic component mounting machine, an in-machine transfer device, and the like. Such an actuator unit generally has a mover driven by a centrally disposed stator, which is slidably mounted on two track rails disposed on both sides of the stator in parallel with the stator. The structure is supported from both sides (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
FIG. 2 is a sectional view of an actuator unit equipped with a conventional suction force canceling linear motor.
[0004]
2, a pair of stators 2 and 2 are arranged on a base 7 in parallel with each other, and permanent magnets 3 and 3 are attached to opposing side surfaces of the two stators 2 and 2, respectively. A mover 1 driven by the interaction between the magnetic fields of the stators 2 and 2 and the magnetic field generated by itself is arranged between the stators 2 and 2.
[0005]
A pair of track rails 6, 6 are arranged on the base 7 on both sides of the stators 2, 2 in parallel with the stators 2, 2. Sliders 5 and 5 are slidably attached to the track rails 6 and 6, respectively. A movable table 4 'is provided over the sliders 5 and 5, and the sliders 5 and 5 are fixed to each other. Further, a movable element 1 is fixed to the lower center of the movable table 4 ', and the movable element 1 is moved between the stators 2 and 2 by the sliders 5 and 5 via the movable table 4'. It is configured to be supported by.
[0006]
In such a configuration, when a current flows through an electromagnet (not shown) in the mover 1, a magnetic field is generated around the mover 1, and this magnetic field interacts with the magnetic fields of the permanent magnets 3 to move. The driving force acts on the child 1. As a result, the sliders 5, 5 slide on the track rails 6, 6, and power is generated on the movable table 4 '.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-64968
[Patent Document 2]
JP-A-9-140118 [0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the actuator unit equipped with the above-described conventional linear motor, it is necessary to arrange two track rails 6 and 6 on the base 7 in parallel with the stators 2 and 2. Therefore, if the accuracy of the arrangement of the track rails 6, 6, that is, the error in the degree of parallelism or the vertical level, is large, the sliding resistance of the sliders 5, 5 increases. As a result, the efficiency of the linear motor decreases.
[0010]
Further, if the parallelism between the stators 2 and 2 and the track rails 6 and 6 and the parallelism between the mover 1 and the track rails 6 and 6 are large, the distance between the mover 1 and the permanent magnet 3 is large. Cannot be kept constant, and the efficiency of the linear motor decreases.
[0011]
Then, it is extremely difficult to manufacture the actuator unit with high accuracy so that there is no error in each part, and it is necessary to precisely machine the base 7.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide an actuator unit equipped with a linear motor, which is easy to manufacture and in which the efficiency of the linear motor is hardly reduced due to a manufacturing error.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An actuator unit equipped with a linear motor according to the present invention includes a slider slidably on one fixed track rail and a support arm for supporting a movable element driven by a stator in a cantilever state. Features.
[0014]
As a result, since there is only one track rail, an increase in sliding resistance due to deviation of the track rails from parallelism, which occurs when there are two track rails, is eliminated. Further, since there is only one track rail, it is easy to adjust the parallelism between the track rail and the stator. Therefore, the gap between the mover and the stator can be made closer to a certain gap. Further, it is easy to adjust the parallelism between the track rail and the stator. For this reason, the manufacturing becomes easy, and the components constituting the actuator unit other than the linear motor can be lower in accuracy than the conventional one.
[0015]
Further, in the present invention, the stator and the track rail may be provided on surfaces orthogonal to each other.
[0016]
Thereby, the arrangement of the stator and the track rail becomes extremely easy.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of an actuator unit equipped with a suction-force canceling linear motor according to the present invention.
[0018]
In FIG. 1, an actuator unit equipped with a linear motor according to the present embodiment is disposed on a base 7 having a right-angled surface including a horizontal surface 7a and a vertical surface 7b.
[0019]
A pair of stators 2, 2 are arranged on a vertical surface 7 b of the base 7 in parallel with each other, and permanent magnets 3, 3 are attached to opposing side surfaces of the two stators 2, 2. A mover 1 driven by the interaction between the magnetic fields of the stators 2 and 2 and the magnetic field generated by itself is arranged between the stators 2 and 2. Note that the linear motor in the present embodiment is a suction force canceling type linear motor.
[0020]
One track rail 6 is arranged on a horizontal plane 7 a of the base 7 in parallel with the stators 2 and 2. The slider 5 is slidably attached to the track rail 6. Further, a movable table 4 which is a support arm which is bent at a right angle and connects the slider 5 and the movable element 1 is provided. The movable element 1 is supported by the slider 5 by the movable table 4 in a cantilever state.
[0021]
In this configuration, when a current flows through an electromagnet (not shown) in the mover 1, a magnetic field is generated around the mover 1, and this magnetic field interacts with the magnetic fields of the permanent magnets 3 to move. The driving force acts on the child 1. As a result, the slider 5 slides on the track rail 6 to generate power on the movable table 4.
[0022]
As described above, in the present embodiment, since the number of the track rails 6 is one, there is no problem that the sliding resistance increases due to the mounting error of the two track rails as in the above-described conventional actuator unit. Can be greatly reduced. Further, the adjustment of the parallelism between the track rail 6 and the stators 2 and 2 is easier than before. Therefore, the parallelism between the track rail 6 and the stators 2, 2 can be improved, and it is easy to make the gap width between the mover 1 and the permanent magnets 3, 3 close to a constant value. Therefore, the efficiency of the linear motor can be improved.
[0023]
Further, assembling the actuator unit on the base 7 having a right-angled surface makes the assembly easier.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, in the actuator unit equipped with the linear motor according to the present invention, since the actuator unit has one track rail, the assembly and adjustment of the actuator unit can be simplified, and the yield and throughput during manufacturing are improved. be able to. In addition, since the components constituting the actuator unit other than the linear motor can be lower in accuracy than the conventional one, the manufacturing cost can be reduced. Further, as compared with the conventional one, there is no cause of an increase in sliding resistance due to errors in the parallelism of the track rails and the vertical level, so that the efficiency of the linear motor can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator unit equipped with a suction-force canceling linear motor according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an actuator unit equipped with a conventional suction force canceling linear motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mover 2 Stator 3 Permanent magnet 4, 4 'Movable table 5 Slider 6 Track rail 7 Base 7a Horizontal plane 7b Vertical plane

Claims (2)

固定された1本の軌道レール上を摺動自在なスライダに、ステータにより駆動される可動子を片持状態で支持する支持腕を有することを特徴とするリニアモータを搭載したアクチュエータユニット。An actuator unit on which a linear motor is mounted, wherein a slider slidable on one fixed track rail has a support arm for supporting a mover driven by a stator in a cantilever state. 前記ステータと前記軌道レールとは、互いに直交する面上にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータを搭載したアクチュエータユニット。2. The actuator unit according to claim 1, wherein the stator and the track rail are provided on surfaces orthogonal to each other.
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