JP2015097456A - 可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この立軸用スライド装置は，可動コイル型リニアモータを内蔵し，ベッドをマグネットヨークに構成して高さと幅を小さく形成し，アクチュエータを構成する可動テーブルにエア吸引用の先端ノズルと後端ノズルを連結し，高精度で高タクトに作動する。
【解決手段】ベッド２は，長尺の矩形板状の基板部３，それに平行に対向して隔置されて基板部３より短く幅小の矩形板状の対向板部４，及び基板部３と対向板部４とを固定する側板部５から形成されている。長手方向に延びる通し孔２１，２２，２３を有する可動テーブル１は，長手方向に延びるテーブル本体１１，その下側に固定された先端ノズル１２及び上側に固定された後端ノズル１３から構成され，直動案内ユニット１４とストロークロータリブッシング１７によってベッド２に往復移動自在に案内される。
【選択図】図２

Description

この発明は，半導体製造装置，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置に使用される可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置に関する。

近年，リニアモータを内蔵したスライド装置は，半導体製造装置，組立装置，測定装置等の各種装置に益々多用途にわたって使用されている。スライド装置は，装置そのものを小形にしてコンパクトでシンプルに構成され，高推力があり，高精度で，耐久性・安全性を有し，使い勝手がよく，しかも消費電力が小さく，安価であることが求められている。また，立軸用スライド装置としては，縦軸駆動のため，可動テーブル部分を軽量化することが求められている。更に，リニアモータを内装したスライド装置では，小形でありながら，従来のスライド装置よりもテーブルのストローク長さが長く，種々の使用用途にも対応可能で応用範囲が広い使い勝手のよいものが要望されている。

本出願人は，先に各種のリニアモータを内装したスライド装置を開発して特許出願した。該スライド装置は，可動コイル型リニアモータを内蔵し，ベッドを断面角形フック状に形成し，断面高さが小さく形成され幅も小さく形成されて断面寸法が最もコンパクトに形成され，使用用途に合わせてベッドの長さを種々に設定して種々のストローク長さが得られ，使い勝手が良いものであった。ベッドは，長尺の矩形板状の基板部，基板部に所定間隔で平行に対向配置され且つ基板部より幅小の矩形板状の上板部，及び基板部と上板部との一方の側部を一体構造に構成する側壁部から構成されている。更に，上記スライド装置は，上板部と基板部との対向する内側面がマグネットヨークの対向面に形成されており，該対向面から延出している領域の基板部の側部に長手方向に沿って直動案内ユニットの軌道レールが配設され，基板部上を移動するテーブルに直動案内ユニットのスライダが固定されている（例えば，特許文献１参照）。

特開２００９−２１９３００号公報

ところで，上記の可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置は，コア形のコイルステーを電機子コイルに使用し，コの字形のベッドと一体構造のマグネットヨークを使用しているので，テーブルを水平置きでは運転速度が遅い半導体の検査装置等に適したものである。しかしながら，上記スライド装置は，立軸タイプのものに使用すると，可動テーブルが大型であり，その自重が重く，縦軸使用ではリニアモータでの推力が不足し，可動テーブルを高精度，高タクトで駆動するのには問題があった。

この発明の目的は，駆動部のリニアモータを可動コイル型に構成したものであり，例えば，８軸を１セットとして基台に２セット配設する実装機のノズルヘッド部を構成するのに適しており，立型用即ち立軸用に配設される可動テーブルの高さを８ｍｍ以下に構成し，可動テーブルの案内を一対の直動案内ユニットでガイドするように構成し，また，ベッドをマグネットヨークの機能を持たせてコンパクトにシンプルに構成し，該ベッドに界磁マグネットを設け，それに応じて可動テーブルに電機子組立体をコンパクトにシンプルに構成し，更に，可動テーブルをテーブル本体，その下側に先端ノズル及び上側に後端ノズルから構成し，ベッドを基板部，それに対向する対向板部及び両者を固定する側板部から構成し，対向板部に対向する領域以外の基板部をカバーで覆い，可動テーブルを高推力で高精度に駆動可能にし，使い勝手がよく，耐久性・安全性に富み，しかも消費電力が小さくて安価でなるように構成したことを特徴とする可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置を提供することである。

この発明は，互いに対向する板状のマグネットヨークを構成する長尺でなる板状のベッド，前記ベッドの長手方向に直動案内ユニットを介して往復移動自在な可動テーブル，前記マグネットヨークの対向面における長手方向に交互に極性が異なり且つ対向する前記極性が反対極性にそれぞれ配設された複数のマグネットから構成された界磁マグネット，前記界磁マグネット間の空隙に位置し且つ前記可動テーブルに固定されたコイル基板に配設された複数の電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記電機子組立体を流れる電流と前記界磁マグネットに生じる磁束との電磁相互作用で前記ベッドに対して前記可動テーブルを往復移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
前記可動テーブルは，長手方向に延びる第１通し孔が形成されたテーブル本体，前記テーブル本体の下側に連結されて前記第１通し孔に連通する第２通し孔を備えた筒状先端ノズル，及び前記テーブル本体の上側に連結されて前記第１通し孔に連通する第３通し孔を備えた筒状後端ノズルを有し，一方の前記直動案内ユニットは前記ベッドに固定された軌道レールと前記可動テーブルに固定されて前記軌道レール上を往復移動するスライダから構成されており，他方の前記直動案内ユニットは，前記可動テーブルに固定された前記後端ノズルを構成する軌道軸と前記軌道軸を移動自在に案内する前記ベッドに固定された外筒から構成されていることを特徴とする可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置に関する。

また，この立軸用スライド装置には，前記ベッドの下端部に固定されて前記先端ノズルが嵌挿するスプリングストッパと前記テーブル本体との間に配設されて前記可動テーブルを上限位置へと付勢するスプリングが設けられている。更に，前記後端ノズルは，前記軌道軸が前記外筒に嵌挿して案内支持され，前記先端ノズルは，前記ベッドに固定された前記スプリングストッパに設けたワッシャに嵌挿して案内支持される。

この立軸用スライド装置において，前記他方の直動案内ユニットは，往復有限動作を行なうストロークロータリブッシングに構成されており，前記ストロークロータリブッシングが前記後端ノズルの前記軌道軸，前記軌道軸を移動自在に案内する前記外筒，前記外筒の両端内周面に固定された止め輪，及び前記止め輪間を転動する転動体と該転動体を保持する保持器によって構成されており，前記外筒の前記内周面と前記軌道軸の外周面とは，前記転動体の軌道面にそれぞれ構成している。

また，この立軸用スライド装置は，前記テーブル本体の前記第１通し孔，前記先端ノズルの前記第２通し孔，及び前記後端ノズルの前記第３通し孔が同一径の空孔に形成されており，これらの通し孔は，機器吸着用のエア通孔に構成されているものである。

また，前記ベッドは，互いに対向する前記マグネットヨークの一方を構成する長尺の矩形板状の基板部，前記マグネットヨークの他方を構成して前記基板部に所定の間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部よりも短尺で幅小の矩形板状の対向板部，及び前記基板部の取付け基準面となって前記基板部と前記対向板部との一方の側部に固定された側板部から構成されている。

また，前記対向板部に対向する部分以外の前記基板部の部分は，前記基板部に対して所定間隔で固設されて前記対向板部と面一に配設されるカバーで覆われており，前記基板部に対向する前記対向板部の平面が前記リニアモータの取付け基準面に形成されて前記基板部の前記取付け基準面から前記カバーの外側平面までが当該装置の幅寸法に構成されている。

更に，前記外筒に対向する前記ベッドの前記基板部の部分と前記カバーの部分には，逃げ孔が形成されると共に，それぞれの前記逃げ孔に嵌入した前記外筒の部分は，前記基板部と前記カバーとの厚さ寸法内に収まる平面に形成されている。

また，この立軸用スライド装置は，前記可動テーブルを構成する前記テーブル本体の長手方向一端面には前記先端ノズルがねじ止めされており，前記テーブル本体の長手方向他端面には前記後端ノズルがねじ止めされており，前記テーブル本体と前記先端ノズルと前記後端ノズルとが前記可動テーブルとして一体化されている。

また，この立軸用スライド装置では，前記可動テーブルを構成する前記先端ノズルと前記後端ノズルは，前記ベッドの前記長手方向の端面から突出入して往復移動するように構成されているものである。

また，前記可動テーブルは，前記ベッドに固定されたストッパによって往復移動の上限と下限が規制されているものである。

また，この立軸用スライド装置では，前記可動テーブルの長手方向に配設された６個の前記電機子コイルに対して対向した前記ベッドの長手方向に配設された前記マグネットが２４個配設されており，或いは，前記可動テーブルの長手方向に配設された９個の前記電機子コイルに対して対向した前記ベッドの長手方向に配設された前記マグネットが３２個配設されるように構成することもできる。

この立軸用スライド装置では，上記のスライド装置は厚さ方向に複数個（例えば，８個）積層して配設されており，それぞれの前記可動テーブルがアクチュエータをそれぞれ構成しているものである。

この可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置は，上記のように，可動テーブルをテーブル本体，その上下端面に設けた軸状先端ノズルと軸状後端ノズルから構成して，該可動テーブルをマグネットヨークを構成するベッドに一対の直動案内ユニットによって摺動自在に案内支持したので，極めて高精度で高タクトに可動テーブルをリニアモータによってベッド上で往復作動でき，可動テーブルを軽量でスリムなアクチュエータに構成することができる。また，ベッドは，互いに対向するマグネットヨークの一方を構成する基板部，他方のマグネットヨークを構成する対向板部，及び前記基板部と前記対向板部との一方の側部に一体構造に構成される側板部から構成したので，ベッドの断面高さや幅も小さく形成でき，断面寸法が薄くコンパクトに形成でき，使用用途に合わせてベッドの長さを種々に設定することによって，スライド装置そのものを薄型に構成することができる。更に，当該スライド装置は，複数個，例えば，８個を積層してもコンパクトに構成できて所定のスペース内に組み込むことができ，テーブルのストローク長さを種々に構成することができ，使い勝手が良いものになっている。また，可動テーブルをベッドに対して一対の直動案内ユニットで往復移動可能に形成したので，可動テーブルをベッドに対して安定して高精度に往復移動させることでできる。

この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置の一実施例を示す斜視図である。 図１のスライド装置の正面図である。 図２のスライド装置の側面図である。 図２のスライド装置のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図２のスライド装置のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 図２のスライド装置における可動テーブルを示す裏面図である。 図６の可動テーブルにおける電機子組立体を示す平面図である。 図２のスライド装置から可動テーブルの一部を破断してスライド装置を示す正面図である。 図１のスライド装置におけるベッドを示し，（Ａ）は正面図，及び（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 図１のスライド装置におけるテーブルを示し，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面を示す断面図，及び（Ｃ）は（Ａ）の右側端面図である。 図１のスライド装置における後端ノズルを支持するストロークロータリブッシングを示し，（Ａ）は後端ノズルを往復移動支持するストロークロータリブッシングを断面で示す後端ノズルの平面図，（Ｂ）は（Ａ）の側面図，及び（Ｃ）は（Ａ）のＥ−Ｅ断面を示す断面図である。 図１のスライド装置における先端ノズルを示し，（Ａ）は正面図，及び（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ断面を示す断面図である。 図１のスライド装置におけるストロークロータリブッシングを支持するブラケットを示し，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は側面図，及び（Ｃ）は端面図である。 図１のスライド装置におけるベッドに取り付けられるカバーを示し，（Ａ）は正面図，（Ｂ）は側面図，及び（Ｃ）は端面図である。 図１のスライド装置を複数個（８軸）積層して組み付け設置したアクチュエータの一例を示す斜視図である。

以下，図面を参照して，この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置の一実施例を説明する。この立軸用スライド装置は，半導体製造装置，組立装置，測定・検査装置，試験装置，工作機械等の各種装置にアクチュエータとして組み込んで使用され，アクチュエータの可動テーブルを種々のストローク長さに構成でき，使い勝手がよいものになっている。

この可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置２０は，図１〜図５に示すように，概して，互いに対向する板状のマグネットヨークを構成する長尺でなる板状のベース板でなるベッド２，ベッド２の長手方向に一対の直動案内ユニット（１４，１７）を介して往復移動自在な可動テーブル１，マグネットヨークの対向面における長手方向に交互に極性が異なり且つ対向する極性が反対極性にそれぞれ配設された複数個のマグネット７から構成された一対の界磁マグネット６，界磁マグネット６間の空隙５３（図５）に位置し且つ可動テーブル１に固定されたコイルスティを兼ねるコイル基板１０に配設された複数個の電機子コイル９を備えた電機子組立体８を有する。可動コイル型リニアモータ５４（図５）は，対向配設された界磁マグネット６，及び界磁マグネット6 間で可動な電機子組立体８から構成されており，電機子組立体８を流れる電流と界磁マグネット６に生じる磁束との電磁相互作用によってベッド２に対して可動テーブル１を往復移動させることができる。この立軸用スライド装置２０の外形寸法は，例えば，長さが１３３ｍｍ，幅が４３．５ｍｍ，及び厚さが７．９ｍｍに形成されている。また，この立軸用スライド装置２０におけるベッド２の外形寸法は，例えば，幅が４２．５ｍｍ，長さが１５７ｍｍ，及び厚みが７．９ｍｍに形成されている。ベッド２の板厚は，上下面（後述の基板部３，対向板部４）で１．２ｍｍであり，背面（後述の側板部）で２ｍｍに形成されている。可動コイル型のリニアモータ５４は，駆動方法としては，例えば，三相駆動方式を採用している。

立軸用スライド装置２０の実施例では，例えば，図７に示すように，可動テーブル１の長手方向に配設された９個の電機子コイル９に対して，図８に示すように，電機子コイル９に対向したマグネット７がベッド２に３２個（片側１６個）配設されたコイル９個仕様に形成されており，例えば，最大出力７．５Ｎで定格推力１．５Ｎに形成されている。場合によっては，図示していないが，可動テーブル１に長手方向に配設された６個の電機子コイル９に対して，対向したマグネット７がベッド２に２４個配設した構成コイル６個仕様に形成でき，例えば，最大出力５Ｎで，定格推力１Ｎに形成することができる。使用されているマグネット７のサイズは，例えば，長さが１４ｍｍ，幅が６ｍｍ，厚みが１ｍｍに形成されている。マグネット７は，取付け治具等によりフック形状のベッド２のマグネットヨーク間即ち隙間５３に入れ込んでマグネットヨークのベッド２に接着固定されている。界磁マグネット６は，磁極が矩形板状に形成され，対向配設されたマグネットヨーク（基板部３，対向板部４）の内側の対向面に，ベッド２の長手方向の略全長に渡って矩形板状の長辺が長手方向に直交する方向で極性が交互に異なる磁極が隣接してそれぞれ並設され且つ互いに対向する磁極の極性が反対極性とされた多数のマグネット７の磁極が配設されて構成されている。電機子組立体８は，可動テーブル１に支持されて界磁マグネット６間に形成される空隙５３内に複数個の扁平のコアレスの電機子コイル８が長手方向と直交する方向に且つコア部が界磁マグネット６の磁極に対向する方向にして長手方向に沿って隣接して並設されて構成されている。電機子コイル８は，Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相通電方式であり，各相の電流が供給される複数個の捲線コイルが一組として構成され，界磁マグネット６のマグネット７の磁極に対応している。

この発明による立軸用スライド装置２０は，特に，可動テーブル１が長手方向に延びる第１通し孔２１が形成されたテーブル本体１１，テーブル本体１１の下側に連結されて第１通し孔２１に連通する第２通し孔２２を備えて先端に吸込み口４３を形成した中空軸状の先端ノズル１２，及びテーブル本体１１の上側に連結されて第１通し孔２１に連通する第３通し孔２３を備えて上端部に吸込み口４４を形成した中空軸状の後端ノズル１３から構成されると共に，一対の直動案内ユニット（１４，１７）によって可動テーブル１がベッド２に対して往復移動可能に支持されていることに特徴を有している。一方の直動案内ユニット１４は，ベッド２に固定された軌道レール１５と可動テーブル１に固定されて軌道レール１５上を往復移動するスライダ１６から構成されている。一対のスライダ１６は，テーブル本体１１に形成された取付け孔７２に挿通されたねじ（図示せず）によってテーブル本体１１に直列に固定されている。また，他方の直動案内ユニットは具体的にはストロークロータリブッシング１７であって，ストロークロータリブッシング１７は，可動テーブル１に固定された後端ノズル１３を構成する軌道軸１３Ｌと，軌道軸１３Ｌを往復移動自在に案内する外筒１８とから構成されている。外筒１８は，ベッド２に固定されたブラケット１９に設けた取付け孔４９（図１３）に通したねじ６６（図５）でブラケット１９に固定されている。

また，ベッド２は，対向する一対のマグネットヨークを構成するように磁性材から形成されている。ベッド２は，特に，図４及び図５に示すように，一方のマグネットヨークを構成する矩形板状の基板部３，基板部３に対向して他方のマグネットヨークを構成し且つ基板部３よりも短尺で幅小の矩形板状の上板部である対向板部４，及び基板部３の取付け基準面３７となって基板部３と対向板部４との一方の側部と一体構造に構成される側板部５から長手方向に直交する断面で見て角形フック形状に形成されている。更に，基板部３には，その上端にＬ形に曲がった基板上部３Ｐが後端ノズル１３，モータコード２６及びモータコード２６を通す領域の切欠き部７３を除いて，上面側を覆うために形成されている。ベッド２における基板部３と側板部５は，研削加工されて研削面が取付け基準面３７に形成されている。対向板部４は，基板部３の長手方向側部に予め決められた所定の間隔の隙間即ち空隙５３を有して平行に対向配置されており，基板部３よりも長手方向に短く且つ幅方向に小さく形成されている。可動テーブル１は，対向板部４の長手方向側方に沿って基板部３上を対向して往復移動するように配設構成されている。可動テーブル１のテーブル本体１１には，取付けねじ孔７１が形成されており，コイル基板１０の取付け孔７４に通したねじ６７によってコイル基板１０がテーブル本体１１に固定されている。基板部３と対向板部４との空隙５３には，可動テーブル１に固定されたコイル基板１０が位置して往復移動自在に配設されている。また，可動テーブル１が対向する基板部３の長手方向端部には直動案内ユニット１４の軌道レール１５が固定されている。コイル基板１０には，コアレス構造の電機子コイル９が配設されている。電機子コイル９のコイルピッチは，例えば，８ｍｍに構成され，また，コイル基板１０の厚みは，例えば，２．０ｍｍの薄型に形成されている。

また，可動テーブル１は，図２に示すように，ベッド２に対して直動案内ユニット１４と直動案内ユニット（１７）であるストロークロータリブッシング１７とによって２点で支えられてベッド１上を往復移動できるように構成されている。即ち，直動案内ユニットを構成するストロークロータリブッシング１７は，例えば，図１１に示すように，概して，転動体にボール６０を使用しており，外筒１８よりも短い真鍮製の保持器６５によって構成されており，後端ノズル１３の軌道軸１３Ｌ，軌道軸１３Ｌを往復移動自在に案内する外筒１８，外筒１８の両端内周面に固定されて保持器６５のストッパに構成する止め輪６４，及び止め輪６４間を転動する転動体のボール６０と該ボール６０を保持する保持器６５によって有限直動案内するように構成されている。外筒１８は，ベッド２に固定されたブラケット１９に固定支持されている。また，この立軸用スライド装置２０には，ベッド２の下端部に固定されて先端ノズル１２が挿通するスプリングストッパ３０とテーブル本体１１との間に配設されて可動テーブル１を上限位置へと付勢するスプリング２４が設けられている。言い換えれば，スプリング２４は，先端ノズル１２の外側に嵌合して，可動テーブル１を支えるばねとして機能している。また，この立軸用スライド装置２０では，可動テーブル１を構成する先端ノズル１２と後端ノズル１３は，ベッド２の長手方向の端面５７から突出入して往復移動させるように構成されている。また，可動テーブル１は，ベッド２に固定されたストッパ３１，即ち，ゴム等から成るメカストッパによって往復移動の下限が規制されている。従って，可動テーブル１を上限に付勢するスプリング２４は，そのばね力を上記ストッパに当てることによって，可動テーブル１の縦軸往復動作時の自重をキャンセルするように構成されている。

また，可動テーブル１は，２連のスライダ１６と軌道レール１５から成る直動案内ユニット１４と，ストロークロータリブッシング１７から成る直動案内ユニットによって，ベッド２上を上下方向に往復移動するように構成されている。直動案内ユニット１４は，図２では２連のスライダ１６が直列に並んで摺動移動する軌道レール１５と軌道レール１５上を往復移動する２連のスライダ１６から成る。軌道レール１はベッド２に固定され，スライダ１６は可動テーブル１に固定されている。また，図１１に示すように，立型で上方に位置する後端ノズル１３は，直動案内ユニットであるストロークロータリブッシング１７を構成する外筒１８に嵌挿して案内支持され，また，立型で下方に位置する先端ノズル１２は，ベッド２に固定されたスプリングストッパ３０に設けたワッシャ３４に嵌挿して案内支持されるものである。言い換えれば，後端ノズル１３は，丸軸であってその外径が外筒１８であるストロークロータリブッシング１７の軌道面として機能し，後端ノズル１３が外筒１８のストロークロータリブッシング１７を往復移動できることになる。ストロークロータリブッシング１７は，後端ノズル１３の軌道軸１３Ｌと外筒１８から構成されている。後端ノズル１３で構成される軌道軸１３Ｌは，例えば，軸の外径がφ４，長さが６０．８ｍｍに形成されている。後端ノズル１３は，可動テーブル２に雄ねじ４２をテーブル本体１１の端面５６の取付けねじ孔４０にガスケット３５を介在して螺入することによって固定される。また，後端ノズル１３の先端の取付けねじ孔６８には，例えば，客先でエア配管部品等の機器を固定する。後端ノズル１３の外形には，例えば，３ｍｍの２面幅部の平らな平面５９が形成されており，テーブル本体１１に後端ノズル１３を固定するための工具等の挟み部として機能する。また，直動案内ユニットを構成するストロークロータリブッシング１７の外筒１８は，例えば，外径がφ８．６であり，平らな平面５８の二面幅が７．９ｍｍに形成されており，可動テーブル１の厚み７．９ｍｍと一致させて形成されている。また，外筒１８には，その両端にねじ孔４８を２箇所設け，ブラケット１９の取付け孔４９に通したねじ（図示せず）を螺入して，外筒１８をブラケット１９に固定する。

立軸用スライド装置２０において，可動テーブル１を構成するテーブル本体１１の第１通し孔２１，先端ノズル１２の第２通し孔２２，及び後端ノズル１３の第３通し孔２３は，同一径の中空孔に形成されている。これらの第１通し孔２１，第２通し孔２２，及び第３通し孔２３は，例えば，実装機の機器吸着用のエア通孔を構成できるものである。先端ノズル１２と後端ノズル１３は，例えば，ノズル外径がφ４であり，中空径がφ２に形成されている。また，対向板部４以外の基板部３に対向する部分は，基板部３に対して所定間隔で固設されたカバー２５で覆われており，基板部３に対向する対向板部４の平面がリニアモータ５４の基準面に形成され，基板部３の基準面からカバー２５の外側平面までが当該スライド装置２０の幅寸法に構成されている。カバー２５は，ベッド２の基板部３に対向した対向板部４以外の基板部３の部分を覆うカバー本体部２５Ｂと，カバー本体部２５Ｂとベッド２の基板部３との間の空隙５３を覆うカバー側面部２５Ｓから断面Ｌ形に形成されている。カバー２５は，リニアモータ５４の界磁マグネット６間の空隙５３（図４），リニアエンコーダ（図示せず），可動テーブル１，第１直動案内ユニット１４等の内部に異物が侵入しないように配設されている。カバー２５は，ステンレス材等で防錆された矩形板状で成り，ブラケット１９やスプリングストッパ３０の上面に形成したねじ孔６１に取付けねじにより固着されている。

また，スライド装置２０を構成するベッド２には，異物の侵入を防止するため，ベッド２を構成する基板部３の縁部をＬ字状に曲げた基板上部３Ｐと基板側部３Ｓで，基板部３とカバー２５との上端間と側端間を塞ぎ，ベッド２を構成する対向板部４の下端部をＬ字状に曲げた対向板下部４Ｕで基板部３と対向板部４との下端間を塞いでいる。カバー２５は，その取付け孔５２にねじを通してベッド２の基板部３に設けたカバー固定用支柱２９に所定の間隔を有して固定されている。また，カバー２５は，小さい方のマグネットヨークを構成する対向板部４の領域を除いたベッド２の基板部３の領域を隔置して対向板部４と同一面になって覆うように形成されている。立軸用スライド装置２０は，概して矩形形状に形成されており，ベッド２にカバー２５を取り付けた状態では，テーブル本体１１の下側に先端ノズル１２と上側に後端ノズル１３が突出した状態に形成されている。また，立軸用スライド装置２０は，電機子組立体８に電流を供給するため，コイル基板１０に設けられたコネクタ６９の端子４６に接続されたＦＰＣ(Flexible Printed Circuits) ２８を通じて供給される。ＦＰＣ２８は，ベッド２に設けた基板ブラケット３６に設けたコネクタ７０に連結され，コネクタ７０には，合成樹脂チューブ４５で保護された単芯電線４７が接続され，単芯電線４７は電流を供給する電源に接続されている。また，可動テーブル１の裏面には，リニアスケール３３が取り付けられている。また，ベッド２には，可動テーブル１に信号を発したり受信するため，エンコーダヘッド（図示せず）が設けられており，可動テーブル１の位置を制御したり認識するための上記エンコーダヘッドに接続するエンコーダコード２７（図１）が設けられている。

また，立軸用スライド装置２０は，直動案内ユニットを構成するストロークロータリブッシング１７の外筒１８に対向するベース板であるベッド２の基板部３の部分，及びカバー２５の部分には，ストロークロータリブッシング１７の外筒１８の外周面の２つの平面５８が干渉しないように，長方形の孔である逃げ孔５０，５１に形成されている。カバー２３に形成された逃げ孔５０とベッド２に形成された逃げ孔５１とに嵌入したストロークロータリブッシング１７の外筒１８の部分の寸法は，基板部３とカバー２５との厚さ寸法内に収まる２平面５８に形成され，ほぼ面一に構成されている。また，立軸用スライド装置２０は，可動テーブル１を構成するテーブル本体１１の長手方向一端面即ち下端面５５に先端ノズル１２がねじ止めして一体化され，また，テーブル本体１１の長手方向他端面即ち上端面５６に後端ノズル１３がねじ止めして一体化されている。具体的には，先端ノズル１２の端部に形成された雄ねじ４１（図１２）がテーブル本体１１の下端面５５に形成された取付けねじ孔３９に螺入され，また，後端ノズル１３の端部に形成された雄ねじ４２（図１１）がテーブル本体１１の上端面５６に形成された取付けねじ孔４０に螺入されることによって，テーブル本体１１に先端ノズル１２と後端ノズル１３とがねじ止めされて一体化されている。

この立軸用スライド装置２０については，案内部の平行調整は，まず，直動案内ユニット１４のスライダ１６を可動テーブル１にねじ固定した後に，可動テーブル１をストロークさせ，可動テーブル１のベッド２に対する摺動状態をみながら，ストロークロータリブッシング１７の固定用ブラケット１９をベッド２にねじ固定する。直動案内ユニット１４のスライダ１６は，例えば，レール幅が３ｍｍのものが２連直列に使用されている。直動案内ユニット１４を使用することで，可動テーブル１がローリング方向に回転しないように，直動案内ユニット１４が回り止めとして機能している。直動案内ユニットを構成するストロークロータリブッシング１７は，可動テーブル１の撓みと振動防止のため，後端ノズル１３の軌道軸を丸軸に形成し，該丸軸で案内している。可動テーブル１のストロークは，ストロークロータリブッシング１７によって，例えば，１２ｍｍに設定構成されている。

この立軸用スライド装置２０では，可動テーブル１には，電機子組立体８が固定されている。可動テーブル１は，例えば，その質量が電機子組立体８を含めて１７０ｇに構成され，軽量化が図られている。可動テーブル１を構成するテーブル本体１１は，アルミ製である。テーブル本体１１の下側に取り付けられた先端ノズル１２は，鋼製（Ｓ４５Ｃ）であってニッケルメッキが施されている。また，テーブル本体１１の上側に取り付けられた後端ノズル１３は，ストロークロータリブッシング１７の軌道面を構成し，鋼製（高炭素クロム軸受鋼）である。また，ベッド２は，磁性材から成り，マグネットヨークを構成しており，プレス成型した基板部３，対向板部４及び側板部５を構成する板金は，それらの縁部が互いに凹凸嵌合して互いに溶接部３８でスポット溶接して断面角形フック形状に固定されている。また，スライド装置２０は，断面高さが小さく断面寸法を最もコンパクトに形成し，高推力を発揮できるものになっており，滑らかな摺動が可能になり，高速・高応答に対応可能になっている。

この立軸用スライド装置は，例えば，図１５に示すように，８．５ｍｍ間隔で，複数個（図１５では８個）が積層して配設されてアクチュエータを構成しており，該アクチュエータは，例えば，半導体製造装置等の実装機の機台６３に取付板６２を介して取り付けられ，実装機の吸着ヘッドを作動するアクチュエータとして使用されるものである。

この発明による可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置は，半導体製造装置，組立装置，測定・検査装置，試験装置，位置決めテーブル，スライドテーブル等の各種装置にアクチュエータとして組み込んで好ましいものである。

１ 可動テーブル
２ ベッド
３ 基板部
４ 対向板部
５ 側板部
６ 界磁マグネット
７ マグネット
８ 電機子組立体
９ 電機子コイル
１０ コイル基板
１１ テーブル本体
１２ 先端ノズル
１３ 後端ノズル
１３Ｌ 軌道軸
１４ 直動案内ユニット
１５ 軌道レール
１６ スライダ
１７ ストロークロータリブッシング
１８ 外筒
２０ スライド装置
２１ 第１通し孔
２２ 第２通し孔
２３ 第３通し孔
２４ スプリング
２５ カバー
３０ スプリングストッパ
３１ ストッパ
５０，５１ 逃げ孔
５３ 空隙
５４ リニアモータ
５５，５６ 端面
６０ ボール（転動体）
６４ 止め輪
６５ 保持器

Claims (13)

1. 互いに対向する板状のマグネットヨークを構成する長尺でなる板状のベッド，前記ベッドの長手方向に直動案内ユニットを介して往復移動自在な可動テーブル，前記マグネットヨークの対向面における長手方向に交互に極性が異なり且つ対向する前記極性が反対極性にそれぞれ配設された複数のマグネットから構成された界磁マグネット，前記界磁マグネット間の空隙に位置し且つ前記可動テーブルに固定されたコイル基板に配設された複数の電機子コイルを備えた電機子組立体を有し，前記電機子組立体を流れる電流と前記界磁マグネットに生じる磁束との電磁相互作用で前記ベッドに対して前記可動テーブルを往復移動させる可動コイル型リニアモータを内蔵したスライド装置において，
   前記可動テーブルは，長手方向に延びる第１通し孔が形成されたテーブル本体，前記テーブル本体の下側に連結されて前記第１通し孔に連通する第２通し孔を備えた筒状先端ノズル，及び前記テーブル本体の上側に連結されて前記第１通し孔に連通する第３通し孔を備えた筒状後端ノズルを有し，
   一方の前記直動案内ユニットは前記ベッドに固定された軌道レールと前記可動テーブルに固定されて前記軌道レール上を往復移動するスライダから構成されており，
   他方の前記直動案内ユニットは，前記可動テーブルに固定された前記後端ノズルを構成する軌道軸と前記軌道軸を移動自在に案内する前記ベッドに固定された外筒から構成されていることを特徴とする可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
2. 前記ベッドの下端部に固定されて前記先端ノズルが嵌挿するスプリングストッパと前記テーブル本体との間に配設されて前記可動テーブルを上限位置へと付勢するスプリングが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
3. 前記後端ノズルは，前記軌道軸が前記外筒に嵌挿して案内支持され，前記先端ノズルは，前記ベッドに固定された前記スプリングストッパに設けたワッシャに嵌挿して案内支持されることを特徴とする請求項２に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
4. 前記他方の直動案内ユニットは，往復有限動作を行なうストロークロータリブッシングに構成されており，前記ストロークロータリブッシングが前記後端ノズルの前記軌道軸，前記軌道軸を移動自在に案内する前記外筒，前記外筒の両端内周面に固定された止め輪，及び前記止め輪間を転動する転動体と該転動体を保持する保持器によって構成されており，前記外筒の前記内周面と前記軌道軸の外周面とは，前記転動体の軌道面にそれぞれ構成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
5. 前記テーブル本体の前記第１通し孔，前記先端ノズルの前記第２通し孔，及び前記後端ノズルの前記第３通し孔は，同一径の空孔に形成されて機器吸着用のエア通孔を構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
6. 前記ベッドは，互いに対向する前記マグネットヨークの一方を構成する長尺の矩形板状の基板部，前記マグネットヨークの他方を構成して前記基板部に所定の間隔を有して平行に対向配置され且つ前記基板部よりも短尺で幅小の矩形板状の対向板部，及び前記基板部の取付け基準面となって前記基板部と前記対向板部との一方の側部に固定された側板部から構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
7. 前記対向板部に対向する部分以外の前記基板部の部分は，前記基板部に対して所定間隔で固設されて前記対向板部と面一に配設されるカバーで覆われており，前記基板部に対向する前記対向板部の平面が前記リニアモータの取付け基準面に形成されて前記基板部の前記取付け基準面から前記カバーの外側平面までが当該装置の幅寸法に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
8. 前記外筒に対向する前記ベッドの前記基板部の部分と前記カバーの部分には，逃げ孔が形成されると共に，それぞれの前記逃げ孔に嵌入した前記外筒の部分は，前記基板部と前記カバーとの厚さ寸法内に収まる平面に形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
9. 前記可動テーブルを構成する前記テーブル本体の長手方向一端面には前記先端ノズルがねじ止めされており，前記テーブル本体の長手方向他端面には前記後端ノズルがねじ止めされており，前記テーブル本体と前記先端ノズルと前記後端ノズルとが前記可動テーブルとして一体化されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
10. 前記可動テーブルを構成する前記先端ノズルと前記後端ノズルは，前記ベッドの前記長手方向の端面から突出入して往復移動することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
11. 前記可動テーブルは，前記ベッドに固定されたストッパによって往復移動の上限と下限が規制されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
12. 前記可動テーブルの長手方向に配設された６個の前記電機子コイルに対して対向した前記ベッドの長手方向に配設された前記マグネットが２４個配設されており，或いは前記可動テーブルの長手方向に配設された９個の前記電機子コイルに対して対向した前記ベッドの長手方向に配設された前記マグネットが３２個配設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。
13. 当該スライド装置は厚さ方向に複数個積層して配設されており，それぞれの前記可動テーブルがアクチュエータを構成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の可動コイル型リニアモータを内蔵した立軸用スライド装置。

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