JP5533751B2

JP5533751B2 - Positioning device

Info

Publication number: JP5533751B2
Application number: JP2011066401A
Authority: JP
Inventors: 透鹿山; 昭仁豊田; 省吾牧野
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: JP2012205364A

Description

本発明は、位置決め装置などに関する。 The present invention relates to a positioning device and the like.

位置決め装置の一例として、特許文献１に記載されたリニアモータ及び部品搭載装置がある。特許文献１には、２台のリニアモータによって２台のスライダをＸ方向に駆動するものが記載されている。 As an example of the positioning device, there is a linear motor and a component mounting device described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes that two sliders are driven in the X direction by two linear motors.

特開２００８−１７５７１号公報JP 2008-17571 A

上記した位置決め装置のリニアモータは、Ｚ方向寸法に比べＸ方向寸法の大きな、一般的なものである。よって、Ｘ方向ストロークが比較的短い用途、また、Ｘ方向ストローク上に複数台のスライダを配置して構成する用途では、ストローク長の割にリニアモータ長の占める割合が大きく、位置決め装置が大形化する問題があった。さらに、負荷を垂直Ｚ方向に位置決めするアクチュエータを搭載した位置決め装置では、アクチュエータのＸ方向寸法に対し、リニアモータのＸ方向寸法が圧倒的に大きかった。そのため、スライダ上に無駄なスペースが生じ、位置決め装置が大形化した。 The linear motor of the positioning device described above is a general one having a larger dimension in the X direction than the dimension in the Z direction. Therefore, in applications where the X-direction stroke is relatively short, and in applications where multiple sliders are arranged on the X-direction stroke, the linear motor length accounts for a large proportion of the stroke length, and the positioning device is large. There was a problem. Furthermore, in a positioning device equipped with an actuator for positioning a load in the vertical Z direction, the X direction dimension of the linear motor is overwhelmingly larger than the X direction dimension of the actuator. Therefore, useless space is generated on the slider, and the positioning device is increased in size.

したがって、本発明は小形化された位置決め装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a miniaturized positioning device.

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、固定子に対して可動子を水平な第１方向に相対的に駆動して位置決めするリニアモータと、前記可動子に設けられ対象物を垂直方向に相対的に駆動して位置決めするアクチュエータと、を備え、前記固定子への前記可動子の投影面において、前記第１方向に直交する第２方向の寸法を、前記第１方向の寸法と等しくまたは大きく設定した位置決め装置が適用される。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a linear motor that drives and positions a mover relative to a stator in a horizontal first direction, and a target provided in the mover. An actuator that relatively drives and positions an object in a vertical direction, and the dimension of the second direction orthogonal to the first direction on the projection surface of the mover onto the stator is the first direction. A positioning device set to be equal to or larger than the dimension is applied.

本発明によると、位置決め装置を小形化することができる。 According to the present invention, the positioning device can be miniaturized.

第１実施形態を示す位置決め装置の斜視図The perspective view of the positioning device which shows 1st Embodiment. 第２実施形態を示す位置決め装置の斜視図The perspective view of the positioning device which shows 2nd Embodiment. 第３実施形態を示す位置決め装置の斜視図The perspective view of the positioning device which shows 3rd Embodiment. 第４実施形態を示す位置決め装置の斜視図The perspective view of the positioning device which shows 4th Embodiment 第５実施形態を示す位置決め装置の斜視図The perspective view of the positioning device which shows 5th Embodiment 第６実施形態を示すリニアモータの上面図The top view of the linear motor which shows 6th Embodiment 図６のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃにおける側面から見た断面図Sectional drawing seen from the side in AA of FIG. 6, BB, CC

以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and duplication description is abbreviate | omitted suitably.

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る位置決め装置の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る位置決め装置１００の斜視図である。 <First Embodiment>
First, the configuration of the positioning device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view of a positioning device 100 according to the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態に係る位置決め装置１００は、スライダ１１０をリニアモータ２００によって水平な第１方向であるＸ方向に移動させ、さらに、シャフト３０１の先端に保持された対象物である負荷（図示なし）をアクチュエータ３００によって垂直方向であるＺ方向に移動させることで、負荷をＸ、Ｚ方向に位置決めするものである。 As shown in FIG. 1, the positioning device 100 according to the present embodiment moves the slider 110 in the X direction, which is the horizontal first direction, by the linear motor 200, and further uses an object held at the tip of the shaft 301. The load is positioned in the X and Z directions by moving a certain load (not shown) in the Z direction, which is the vertical direction, by the actuator 300.

スライダ１１０はリニアモータ２００の可動子２１０と、可動子２１０上に取り付けられたスライダテーブル１２０と、スライダテーブル１２０上に取り付けられたアクチュエータ３００から構成されている。リニアモータ２００はＸ−Ｚ平面をギャップ面としており、可動子２１０がギャップを挟んでリニアモータ２００の固定子２２０と対向している。
可動子２１０がＸ方向に推力を発生させた際に、スライダ１１０が固定子２２０と相対的に移動できるように、スライダテーブル１２０には直動転がり軸受（図示なし）が上下に取り付けられている。すなわち、上下に配置された直動案内手段としての直動転がり軸受の間に可動子２１０が配置されている。ここで、リニアモータ２００は例えば可動子２１０が電機子、固定子２２０が永久磁石の界磁として構成された永久磁石形リニア同期モータである。 The slider 110 includes a mover 210 of the linear motor 200, a slider table 120 attached on the mover 210, and an actuator 300 attached on the slider table 120. The linear motor 200 has an XZ plane as a gap surface, and the mover 210 faces the stator 220 of the linear motor 200 with the gap interposed therebetween.
Linear motion rolling bearings (not shown) are vertically attached to the slider table 120 so that the slider 110 can move relative to the stator 220 when the mover 210 generates thrust in the X direction. . That is, the mover 210 is arranged between the linear motion rolling bearings as the linear motion guiding means disposed above and below. Here, the linear motor 200 is, for example, a permanent magnet type linear synchronous motor in which the mover 210 is an armature and the stator 220 is a permanent magnet field.

アクチュエータ３００は回転モータと回転運動を直動運動に変換するボールねじ等の組合せによる電動シリンダである。アクチュエータ３００として、リニアモータ２００と同じ原理を有し、よりＺ方向駆動に適した構造に変形したリニアモータを採用しても良い。また、アクチュエータ３００として、空気圧によって駆動されるエアシリンダを採用しても良い。アクチュエータ３００の下部からは、Ｚ方向に移動するシャフト３０１が突き出しており、シャフト３０１の先端に負荷が取付けられている。
以上のように構成されたスライダ１１０は、固定子２２０上に２台設けられている。２台のスライダ１１０はＸ方向に独立した位置決めを行うことができる。 The actuator 300 is an electric cylinder using a combination of a rotary motor and a ball screw or the like that converts rotational motion into linear motion. As the actuator 300, a linear motor that has the same principle as the linear motor 200 and is deformed to a structure more suitable for Z-direction driving may be employed. The actuator 300 may be an air cylinder driven by air pressure. A shaft 301 that moves in the Z direction protrudes from the lower portion of the actuator 300, and a load is attached to the tip of the shaft 301.
Two sliders 110 configured as described above are provided on the stator 220. The two sliders 110 can be positioned independently in the X direction.

以上のように構成された位置決め装置１００においては、リニアモータ２００の可動子２１０のＸ方向寸法をＬ、Ｚ方向寸法をＷとした場合、Ｗ／Ｌ≧１として構成した。すなわち、固定子２２０への可動子２１０の投影面（つまりギャップ面であり、本実施形態の場合はＸ−Ｚ平面）において、第１方向であるＸ方向に直交する第２方向（本実施形態の場合は垂直方向であるＺ方向）の寸法Ｗを、第１方向であるＸ方向の寸法Ｌと等しくまたは大きく設定した。つまり、リニアモータ２００の可動子２１０を前後に幅狭く、上下に幅広い形状としている。望ましくは、Ｗ／Ｌ≧２となっている。このような可動子２１０の形状は、Ｚ方向に長いアクチュエータ３００と概ね同じ形状である。よって、スライダ１１０全体も前後に幅狭く、上下に幅広い形状を成している。 In the positioning device 100 configured as described above, W / L ≧ 1 when the X direction dimension of the mover 210 of the linear motor 200 is L and the Z direction dimension is W. That is, the second direction (this embodiment) orthogonal to the X direction, which is the first direction, on the projection surface of the mover 210 onto the stator 220 (that is, the gap surface, in this embodiment, the XZ plane). In this case, the dimension W in the vertical direction (Z direction) is set equal to or larger than the dimension L in the X direction, which is the first direction. That is, the mover 210 of the linear motor 200 has a narrow width in the front-rear direction and a wide shape in the vertical direction. Desirably, W / L ≧ 2. The shape of the mover 210 is substantially the same as that of the actuator 300 that is long in the Z direction. Therefore, the entire slider 110 is narrow in the front and rear, and has a wide shape in the top and bottom.

なお、可動子２１０をただ前後（Ｘ方向）に幅狭くすると、推力発生面積が減るために推力が低下してしまう。そのため、上下（Ｚ方向）に幅広くすることで推力発生面積を確保し、所定の推力を発生できるようにしている。つまり、可動子２１０の形状は単なる設計変更ではなく、アクチュエータ３００の形状に合わせるとともに推力低下を起こすことがないように形状を工夫したものである。 Note that if the movable element 210 is simply narrowed back and forth (in the X direction), the thrust generation area is reduced and the thrust is reduced. For this reason, the thrust generation area is secured by widening in the vertical direction (Z direction) so that a predetermined thrust can be generated. That is, the shape of the mover 210 is not a simple design change, but the shape is devised so as to match the shape of the actuator 300 and not cause a reduction in thrust.

以上説明したように、本実施形態に係る位置決め装置１００は、スライダ１１０を前後に幅狭い形状にすることができるので、所定のＸ方向ストロークを確保しつつ、位置決め装置１００のＸ方向寸法を小さくすることができる。特に、Ｘ方向ストロークが短い用途やスライダ１１０を複数台設ける用途では、スライダ１１０を前後に幅狭くした効果が大きく、位置決め装置１００を大幅に小形化することができる。さらに、アクチュエータ３００と可動子２１０の形状が概ね同じであることから、スライダ１１０から無駄なスペースを無くすことができる。つまり、スライダ１１０の空間体積を小さくでき、ひいては位置決め装置１００を小形化することができる。 As described above, since the positioning device 100 according to the present embodiment can make the slider 110 narrow in the front-rear direction, the X-direction dimension of the positioning device 100 can be reduced while ensuring a predetermined X-direction stroke. can do. In particular, in applications where the stroke in the X direction is short or where a plurality of sliders 110 are provided, the effect of narrowing the slider 110 forward and backward is great, and the positioning device 100 can be greatly reduced in size. Furthermore, since the shapes of the actuator 300 and the mover 210 are substantially the same, a useless space can be eliminated from the slider 110. That is, the spatial volume of the slider 110 can be reduced, and the positioning device 100 can be downsized.

＜第２実施形態＞
次に、図２を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係る位置決め装置１０１について説明する。図２は本発明の第２実施形態に係る位置決め装置１０１の斜視図である。 Second Embodiment
Next, a positioning device 101 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of a positioning device 101 according to the second embodiment of the present invention.

この第２実施形態に係る位置決め装置１０１は、第１実施形態とは形状が異なるリニアモータ４００を有するが、他の構成は同様に構成される。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。 The positioning device 101 according to the second embodiment includes a linear motor 400 having a shape different from that of the first embodiment, but other configurations are similarly configured. Therefore, in the following, for convenience of explanation, repeated explanation will be omitted as appropriate, and description will be made centering on differences from the first embodiment.

スライダ１１１はリニアモータ４００の可動子４１０と、可動子４１０上に取り付けられたスライダテーブル１２０と、スライダテーブル１２０上に取り付けられたアクチュエータ３００から構成されている。リニアモータ４００はＸ−Ｙ平面（ＹはＸ方向と直交する水平方向）をギャップ面としており、可動子４１０は上下に設けられたギャップを挟んで２つの固定子４２０と対向している。ここで、リニアモータ４００は可動子４１０を電機子、固定子４２０を永久磁石の界磁として構成された永久磁石形リニア同期モータであり、上下にギャップ面を有することから、可動子４１０と固定子４２０の間に発生する磁気吸引力を相殺している。その他の構造については第１実施形態と同じである。 The slider 111 includes a mover 410 of the linear motor 400, a slider table 120 attached on the mover 410, and an actuator 300 attached on the slider table 120. The linear motor 400 has an XY plane (Y is a horizontal direction orthogonal to the X direction) as a gap surface, and the mover 410 faces the two stators 420 with a gap provided between the upper and lower sides. Here, the linear motor 400 is a permanent magnet type linear synchronous motor configured by using the mover 410 as an armature and the stator 420 as a permanent magnet field. The magnetic attractive force generated between the children 420 is canceled out. Other structures are the same as those in the first embodiment.

以上のように構成された位置決め装置１０１において、第１実施形態と異なる点は、Ｘ方向に直交する第２方向が、垂直方向にも直交するＹ方向である点、垂直方向に沿って配置した２つの固定子４２０の間に可動子４１０を配置した点などである。 The positioning device 101 configured as described above is different from the first embodiment in that the second direction orthogonal to the X direction is the Y direction orthogonal to the vertical direction, and is arranged along the vertical direction. For example, a movable element 410 is disposed between two stators 420.

リニアモータ４００の可動子４１０のＸ方向寸法をＬ、Ｙ方向寸法をＨとした場合、Ｈ／Ｌ≧１として構成されている。すなわち、固定子２２０への可動子２１０の投影面（つまりギャップ面であり、本実施形態の場合はＸ−Ｙ平面）において、第１方向であるＸ方向に直交する第２方向（本実施形態の場合は、垂直方向であるＺ方向にも直交するＹ方向）の寸法Ｈを、第１方向であるＸ方向の寸法Ｌと等しくまたは大きく設定した。本実施形態のリニアモータ４００の可動子４１０は、第１実施形態に比べるとコンパクトな形状となっている。可動子４１０のＸ方向寸法は、アクチュエータ３００のＸ方向寸法と概ね同じである。よって、スライダ１１１もコンパクトな形状を成している。また、第２実施形態ではＨ／Ｌ≧１としているが、第２実施形態は推力発生面が２面あるために、片面に置き換えた場合、Ｈ寸法を２倍として２Ｈ／Ｌ≧２と考えることができる。つまり、第１実施形態で望ましくはＷ／Ｌ≧２としたものと同じ推力発生面積となるように設定している。 When the dimension in the X direction of the mover 410 of the linear motor 400 is L and the dimension in the Y direction is H, H / L ≧ 1. That is, the second direction (this embodiment) orthogonal to the X direction, which is the first direction, on the projection surface of the mover 210 onto the stator 220 (that is, the gap surface, which is the XY plane in this embodiment). In this case, the dimension H in the vertical direction (Y direction orthogonal to the Z direction) is set equal to or larger than the dimension L in the X direction, which is the first direction. The mover 410 of the linear motor 400 of this embodiment has a compact shape as compared to the first embodiment. The dimension of the mover 410 in the X direction is substantially the same as the dimension of the actuator 300 in the X direction. Therefore, the slider 111 also has a compact shape. Further, in the second embodiment, H / L ≧ 1, but since the second embodiment has two thrust generation surfaces, when replaced with one surface, the H dimension is doubled and 2H / L ≧ 2 is considered. be able to. That is, in the first embodiment, the thrust generation area is preferably set to be the same as that of W / L ≧ 2.

このように構成することで、スライダ１１１をコンパクトな形状にすることができるので、第１実施形態と同様に、所定のＸ方向ストロークで構成された位置決め装置１０１のＸ方向寸法を小さくすることができる。特に、Ｘ方向ストロークが短い用途やスライダ１１１を複数台設ける用途では、位置決め装置１０１を大幅に小形化することができる。 With this configuration, the slider 111 can be made compact, so that the X-direction dimension of the positioning device 101 configured with a predetermined X-direction stroke can be reduced as in the first embodiment. it can. In particular, the positioning device 101 can be greatly reduced in size in applications where the stroke in the X direction is short or where a plurality of sliders 111 are provided.

＜第３実施形態＞
次に、図３を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る位置決め装置１０２について説明する。図３は本発明の第３実施形態に係る位置決め装置１０２の斜視図である。 <Third Embodiment>
Next, a positioning device 102 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view of a positioning device 102 according to the third embodiment of the present invention.

この第３実施形態に係る位置決め装置１０２は、第１、第２実施形態とは形状の異なるアクチュエータ５００を有するが、他の構成は同様に構成される。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明することとする。 The positioning device 102 according to the third embodiment includes an actuator 500 having a shape different from that of the first and second embodiments, but other configurations are configured in the same manner. Therefore, in the following, for convenience of explanation, overlapping explanation will be omitted as appropriate, and explanation will be made centering on differences from the first embodiment.

スライダ１１２はスライダテーブル１２０上に取り付けられた４台のアクチュエータ５００から構成されている。アクチュエータ５００は第１実施形態におけるアクチュエータ３００に比べＸ方向寸法が小さく設計されている。アクチュエータ５００の４台分のＸ方向寸法が可動子２１０のＸ方向寸法と概ね同じになっている。その他の構成については第１実施形態と同じである。 The slider 112 is composed of four actuators 500 mounted on the slider table 120. The actuator 500 is designed to have a smaller dimension in the X direction than the actuator 300 in the first embodiment. The X-direction dimensions of the four actuators 500 are substantially the same as the X-direction dimensions of the mover 210. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このように構成することで、第１実施形態と同様に、位置決め装置１０２を小形化することができる。さらには、１台のスライダ１１２上に複数台のアクチュエータ５００を搭載しているので、より多くの負荷を位置決めするのに有効なものになっている。 With this configuration, the positioning device 102 can be downsized as in the first embodiment. Furthermore, since a plurality of actuators 500 are mounted on one slider 112, it is effective for positioning more loads.

＜第４実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第４実施形態に係る位置決め装置１０３について説明する。図４は本発明の第４実施形態に係る位置決め装置１０３の斜視図である。 <Fourth embodiment>
Next, a positioning device 103 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of a positioning device 103 according to the fourth embodiment of the present invention.

この第４実施形態に係る位置決め装置１０３は、第１実施形態のアクチュエータ３００のシャフト３０１の先端にθアクチュエータ６００を配置させた点で、第１実施形態に係る位置決め装置１００と異なり、他の構成は同様に構成される。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。 The positioning device 103 according to the fourth embodiment differs from the positioning device 100 according to the first embodiment in that the θ actuator 600 is disposed at the tip of the shaft 301 of the actuator 300 according to the first embodiment. Are constructed similarly. Therefore, in the following, for convenience of explanation, repeated explanation will be omitted as appropriate, and description will be made centering on differences from the first embodiment.

スライダ１１３はスライダテーブル１２０上に取り付けられたアクチュエータ３００と、アクチュエータ３００のシャフト３０１に取り付けられたθアクチュエータ６００から構成されている。θアクチュエータ６００はアクチュエータ３００とＸ方向寸法がほぼ同じであり、Ｚ方向に移動するシャフト３０１をＺ方向周りの回転θ方向にトルクを伝達する電磁部と機構部を備えたものである。θアクチュエータ６００の下部からはシャフト６０１が突き出しており、シャフト６０１の先端には、対象物としての負荷（図示なし）が取り付けられている。このように構成された位置決め装置１０３は、負荷をリニアモータ２００によってＸ方向に、アクチュエータ３００によってＺ方向に、θアクチュエータ６００によってθ方向に位置決めすることができる。 The slider 113 includes an actuator 300 attached on the slider table 120 and a θ actuator 600 attached to the shaft 301 of the actuator 300. The θ actuator 600 has substantially the same size in the X direction as the actuator 300, and includes an electromagnetic part and a mechanism part that transmit torque in the rotation θ direction around the Z direction on the shaft 301 that moves in the Z direction. A shaft 601 protrudes from the lower portion of the θ actuator 600, and a load (not shown) as an object is attached to the tip of the shaft 601. The positioning device 103 configured as described above can position the load in the X direction by the linear motor 200, in the Z direction by the actuator 300, and in the θ direction by the θ actuator 600.

このように構成することで、第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、スライダ１１３上にθアクチュエータ６００を搭載しているので、負荷をＸ、Ｚ方向のみならず、θ方向にも位置決めすることができる。つまり、回転が必要な用途での適用が可能になる。 With this configuration, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the θ actuator 600 is mounted on the slider 113, so that the load is positioned not only in the X and Z directions but also in the θ direction. can do. In other words, it can be applied in applications that require rotation.

＜第５実施形態＞
次に、図５を参照しつつ、本発明の第５実施形態に係る位置決め装置１０４について説明する。図５は本発明の第５実施形態に係る位置決め装置１０４の斜視図である。 <Fifth Embodiment>
Next, a positioning device 104 according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of a positioning device 104 according to the fifth embodiment of the present invention.

この第５実施形態に係る位置決め装置１０４は、第１実施形態のアクチュエータ３００の代わりに１台で負荷をＺ方向とθ方向に位置決めすることができるθＺアクチュエータ７００を有する点で、第１実施形態に係る位置決め装置１００と異なり、他の構成は同様に構成される。従って、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。 The positioning device 104 according to the fifth embodiment has a θZ actuator 700 that can position a load in the Z direction and the θ direction by a single unit instead of the actuator 300 of the first embodiment. Unlike the positioning device 100 according to the above, other configurations are configured in the same manner. Therefore, in the following, for convenience of explanation, repeated explanation will be omitted as appropriate, and description will be made centering on differences from the first embodiment.

スライダ１１４はスライダテーブル１２０上に取り付けられたθＺアクチュエータ７００から構成されている。θＺアクチュエータ７００の下部からはシャフト７０１が突き出しており、シャフト７０１の先端には、対象物としての負荷（図示なし）が取り付けられている。このように構成された位置決め装置１０４は、負荷をリニアモータ２００によってＸ方向に、θＺアクチュエータ７００によってＺ方向とθ方向に位置決めすることができる。 The slider 114 includes a θZ actuator 700 mounted on the slider table 120. A shaft 701 protrudes from the lower portion of the θZ actuator 700, and a load (not shown) as an object is attached to the tip of the shaft 701. The positioning device 104 configured as described above can position the load in the X direction by the linear motor 200 and in the Z direction and the θ direction by the θZ actuator 700.

このように構成することで、第４実施形態と同様に、位置決め装置１０４を小形化するとともに、負荷をＸ、Ｚのみならず、θ方向にも位置決めすることができる。 With this configuration, the positioning device 104 can be downsized and the load can be positioned not only in the X and Z directions but also in the θ direction, as in the fourth embodiment.

＜第６実施形態＞
次に、図６、７を参照しつつ、本発明の第６実施形態に係るリニアモータ２００について説明する。図６は本発明の第６実施形態に係るリニアモータ２００の上面図、図７は図６のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃにおける側面から見た断面図である。 <Sixth Embodiment>
Next, a linear motor 200 according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a top view of a linear motor 200 according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view as viewed from the side of AA, BB, and CC in FIG.

この第６実施形態に係るリニアモータ２００は、第１から第５実施形態に係る位置決め装置に適用可能なものである。他の構成は同様に構成されるため、以下では、説明の便宜上、重複説明を適宜省略し、リニアモータ２００の詳細な構造を中心に説明することとする。なお、第２実施形態に適用される場合は、ＺをＹと読み替え、ＷをＨと読み替える。 The linear motor 200 according to the sixth embodiment can be applied to the positioning device according to the first to fifth embodiments. Since the other configurations are configured in the same manner, for the sake of convenience of explanation, redundant description will be omitted as appropriate, and the detailed structure of the linear motor 200 will be mainly described. When applied to the second embodiment, Z is read as Y, and W is read as H.

リニアモータ２００は、電機子とする可動子２１０と界磁とする固定子２２０から構成されている。可動子２１０は電機子コア２１１ａ〜２１１ｃ、電機子巻線２１２ａ〜２１２ｃ、モールド樹脂２１３から構成されている。電機子コア２１１ａ〜２１１ｃと電機子巻線２１２ａ〜２１２ｃはＺ方向に３分割され、上から電機子コア２１１ａと電機子巻線２１２ａ、電機子コア２１１ｂと電機子巻線２１２ｂ、電機子コア２１１ｃと電機子巻線２１２ｃの組合せで構成されている。 The linear motor 200 includes a mover 210 as an armature and a stator 220 as a field. The mover 210 includes armature cores 211a to 211c, armature windings 212a to 212c, and a mold resin 213. The armature cores 211a to 211c and the armature windings 212a to 212c are divided into three in the Z direction. From the top, the armature core 211a and the armature winding 212a, the armature core 211b, the armature winding 212b, and the armature core 211c. And the armature winding 212c.

電機子コア２１１ａには３本のティースが形成されており、そのティースに３相の電機子巻線２１２ａが巻回されている。電機子コア２１１ｂ、２１１ｃについては同様に形成されているが、電機子巻線２１２ｂ、２１２ｃについては相順の異なる並びとなっている。
電機子巻線２１２ａは左からＷ、Ｕ、Ｖ相、電機子巻線２１２ｂは左からＶ、Ｗ、Ｕ相、電機子巻線２１２ｃは左からＵ、Ｖ、Ｗ相の順に並んでいる。つまり、電気的に１２０度ずれたような構造となっている。このような構造の電機子コア２１１ａ〜２１１ｃと電機子巻線２１２ａ〜２１２ｃとが、モールド樹脂２１３によって一体に形成されている。 Three teeth are formed on the armature core 211a, and a three-phase armature winding 212a is wound around the teeth. The armature cores 211b and 211c are formed in the same manner, but the armature windings 212b and 212c are arranged in different phases.
The armature winding 212a is arranged in the order of W, U, and V from the left, the armature winding 212b is arranged in the order of V, W, and U from the left, and the armature winding 212c is arranged in the order of U, V, and W from the left. That is, it has a structure that is electrically deviated by 120 degrees. Armature cores 211 a to 211 c having such a structure and armature windings 212 a to 212 c are integrally formed of mold resin 213.

一方、固定子２２０はヨーク２２１と永久磁石２２２ａ〜２２２ｃから構成されている。永久磁石２２２ａ〜２２２ｃはＺ方向に３列に配置され、上から永久磁石２２２ａ、永久磁石２２２ｂ、永久磁石２２２ｃとなっている。永久磁石２２２ａはＮ極とＳ極の磁極が交互に現れるように所定のピッチ（図６では１８ｍｍ）で並べられている。永久磁石２２２ｂ、２２２ｃも同様に並べられているが、永久磁石２２２ａに対し１２ｍｍずつシフトして並べられている。つまり、１８ｍｍが電気角１８０度であるため、永久磁石２２２ａを基準として永久磁石２２２ｂが１２０度、永久磁石２２２ｃがさらに１２０度ずれたことなる。 On the other hand, the stator 220 includes a yoke 221 and permanent magnets 222a to 222c. The permanent magnets 222a to 222c are arranged in three rows in the Z direction, and are a permanent magnet 222a, a permanent magnet 222b, and a permanent magnet 222c from the top. The permanent magnets 222a are arranged at a predetermined pitch (18 mm in FIG. 6) so that N and S poles appear alternately. The permanent magnets 222b and 222c are arranged in the same manner, but are arranged so as to be shifted by 12 mm with respect to the permanent magnet 222a. That is, since 18 mm has an electrical angle of 180 degrees, the permanent magnet 222b is displaced by 120 degrees and the permanent magnet 222c is further displaced by 120 degrees with respect to the permanent magnet 222a.

ここで、電機子巻線２１２ａ〜２１２ｃは永久磁石２２２ａ〜２２２ｃの１２０度ずれに合わせて相順が入れ替えられているため、ずらしたことによる鎖交磁束数の低下が起きず、所定の推力を発生できるようになっている。また、可動子２１０のＸ方向寸法をＬ、Ｚ方向寸法をＷとした場合、第６実施形態におけるリニアモータ２００の形状はＷ／Ｌ＝４になっている。つまり、Ｗ／Ｌ≧２を十分超える形状に設定されている。 Here, since the armature windings 212a to 212c are switched in phase order in accordance with the 120-degree deviation of the permanent magnets 222a to 222c, the number of interlinkage magnetic fluxes does not decrease due to the deviation, and a predetermined thrust is generated. It can be generated. Further, when the dimension of the mover 210 in the X direction is L and the dimension in the Z direction is W, the shape of the linear motor 200 in the sixth embodiment is W / L = 4. That is, it is set to a shape sufficiently exceeding W / L ≧ 2.

このような構成とすることで、可動子２１０を取り付けたスライダ１１０を前後に幅狭い形状にでき、位置決め装置１００、１０２、１０３、１０４のＸ方向寸法を小さくすることができる。さらに、リニアモータ２００をＺ方向に３分割して１２０度ずつ位相差を有する構造とすることで、可動子２１０と固定子２２０の間で発生するコギング力を相殺することができる。つまり、発生推力を低下させることなくコギング力を低減できるため、位置決め装置１００の位置決め性能を何ら落とすことなく小形化を実現することができる。 With such a configuration, the slider 110 to which the movable element 210 is attached can be formed in a narrow shape in the front-rear direction, and the dimension in the X direction of the positioning devices 100, 102, 103, 104 can be reduced. Further, the linear motor 200 is divided into three in the Z direction and has a phase difference of 120 degrees, so that the cogging force generated between the mover 210 and the stator 220 can be offset. That is, since the cogging force can be reduced without reducing the generated thrust, it is possible to reduce the size of the positioning device 100 without reducing the positioning performance.

以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変更例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない The embodiment of the present invention has been described above. However, a so-called person skilled in the art can appropriately modify the above embodiment without departing from the gist of the present invention, and can appropriately combine the above embodiment and the method according to the modified example. It is. That is, it goes without saying that even a technique with such changes is included in the technical scope of the present invention.

実施形態において、リニアモータの構造が電機子コアを有するものとして説明したが、電機子コアのない、いわゆるコアレス形であっても本発明が成り立つことは言うまでもない。また、リニアモータをＺ方向に３分割した際に１２０度の位相差となるようにずらしたが、２４０度であっても良い。また、リニアモータの固定子上にスライダを２台設ける構成として説明したが、１台あっても良いし、３台以上であっても良い。また、θアクチュエータやθＺアクチュエータはスライダに１台ずつ設ける構成として説明したが、スライダ上に複数台設ける構成であっても良い。 In the embodiment, the structure of the linear motor has been described as having an armature core, but it goes without saying that the present invention can be applied to a so-called coreless type without an armature core. Further, although the linear motor is shifted so as to have a phase difference of 120 degrees when it is divided into three in the Z direction, it may be 240 degrees. Moreover, although the description has been given of the configuration in which two sliders are provided on the stator of the linear motor, there may be one or three or more. Moreover, although the θ actuator and the θZ actuator are described as being provided one by one on the slider, a configuration in which a plurality of θ actuators and θZ actuators are provided on the slider may be used.

１００、１０１、１０２、１０３、１０４位置決め装置
１１０、１１１、１１２、１１３、１１４スライダ
１２０スライダテーブル
２００、４００リニアモータ
２１０、４１０可動子
２１１ａ〜２１１ｃ電機子コア
２１２ａ〜２１２ｃ電機子巻線
２１３モールド樹脂
２２０、４２０固定子
２２１ヨーク
２２２ａ〜２２２ｃ永久磁石
３００、５００アクチュエータ
６００ θアクチュエータ
７００ θＺアクチュエータ
３０１、６０１、７０１シャフト 100, 101, 102, 103, 104 Positioning device 110, 111, 112, 113, 114 Slider 120 Slider table 200, 400 Linear motor 210, 410 Mover 211a-211c Armature core 212a-212c Armature winding 213 Mold resin 220, 420 Stator 221 Yoke 222a-222c Permanent magnet 300, 500 Actuator 600 θ actuator 700 θZ actuator 301, 601, 701 Shaft

Claims

A linear motor that drives and positions the mover relative to the stator in a horizontal first direction;
An actuator provided on the mover for relatively driving and positioning an object in a vertical direction;
With
In the outer dimension of the movable element on the projection surface of the movable element on the stator, the dimension in the second direction orthogonal to the first direction is set equal to or larger than the dimension in the first direction,
The armature is an armature, the stator is a field,
The armature and the field are each divided into a plurality of rows in the second direction,
The positioning apparatus according to claim 1, wherein a deviation in the first direction between the columns in the armature and a deviation in the first direction between the columns in the field are set to the same predetermined electrical angle.

The second direction is the lead straight direction,
The lead straight dimension the first dimension is L of the movable element is W,
W / L ≧ 2
The positioning device according to claim 1, wherein:

The armature and the field are each divided into three rows in the second direction,
The positioning device according to claim 1, wherein the predetermined electrical angle is 120 degrees or 240 degrees.

The second direction is perpendicular to the lead straight direction
The apparatus according to claim 1 or 3, wherein the this.

The apparatus according to claim 4, characterized in that said movable element is arranged between two of said stator which is disposed along the lead straight direction.

The positioning device according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of the movers and the actuators are installed on the stator.

The positioning device according to claim 1, wherein a plurality of the actuators are installed on the mover.

The apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the θ actuator for positioning the rotational direction of the lead straight direction around the object was connected to the actuator.

Wherein the actuator, in any one of claims 1 to 7, characterized by being configured as θZ actuator capable integral positioning said object in the direction of rotation and the lead straight direction around the lead straight direction Positioning device.