JP5646476B2 - アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって推力を得るリニアモータを用いたアクチュエータに関する。特に、外部に磁気漏れを生じさせない磁気密封タイプのアクチュエータに関するものである。
本願は、２００９年６月２９日に日本に出願された特願２００９−１５４２８０号、２００９年６月２９日に日本に出願された特願２００９−１５４２８１号、２００９年７月３０日に日本に出願された特願２００９−１７８３５８号、２００９年７月３０日に日本に出願された特願２００９−１７８３５９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

リニアモータは、回転型モータの固定子側と回転子（可動子）側を直線状に引き伸ばしたように構成され、電気エネルギを直線運動するための推力に変換する。直線的な推力が得られるリニアモータは、移動体を直線運動させる一軸のアクチュエータとして用いられる。

リニアモータの一種として、ロッドタイプのものが知られている。ロッドタイプのリニアモータは、複数の円筒形のコイルを積層し、積層して出来たコイルの孔内にマグネットを有するロッドを挿入した構成になっている。また、コイルは、例えば、Ｕ・Ｖ・Ｗ相の三相を順次繰り返し配列した状態でフォーサに支持されている。そして、これらのコイルに１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイルの軸線方向に移動する移動磁界が発生する。ロッドは、この移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期しコイルに対して直線運動を行う。

一般に、このようなリニアモータを用いたアクチュエータでは、筒状の磁性材料からなるヨークを用いてフォーサの周囲を覆うようにしている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。このように、フォーサの周囲にヨークを設けることによって、このフォーサの外部に磁気が漏れることを防止しているとともに、ロッドの推力となる磁力を安定して確保するようにしている。特に、複数のアクチュエータを接近させるように配列した実装ヘッド等においては、隣り合うアクチュエータ同士の磁気が互いに干渉し合うと動作の精度が確保できないので、前述のヨークが必要とされている。

また、フォーサの周囲にヨークを設けることによって、ロッドのマグネットからコイルに鎖交する磁束を増加させ、ロッドの推力となる磁力を安定して確保している。

また、一軸のアクチュエータを複数用いるとともに、これらのアクチュエータのロッド同士を互いに並列に配列して、アクチュエータユニットを構成することが行われている。このアクチュエータユニットを用いて、例えば、表面実装機（実装ヘッド）やＩＣハンドラ等の電子部品搬送装置を構成した場合、一度に多数の電子部品を搬送することができ、処理能力が高められる。

このようなアクチュエータユニットに対しては、生産性をより向上させるために、さらなる小型化が要求されている。そこで、例えば、特許文献４に記載されたヘッドモジュール（アクチュエータユニット）では、ユニット全体を小型化するために、アクチュエータの高さ位置を交互にずらすようにして配置している。すなわち、ロッドの長手方向に直交する断面において比較的大きな断面積を有するフォーサ及びヨークを、隣接するアクチュエータ同士で前記長手方向において互いに重なり合わない位置に配置している。

特開平６−３５１２０８号公報 特開２００４−１８７４５５号公報 特開２００７−２７４８２０号公報 日本国特許第３５１５０５４号公報

前述のアクチュエータにおいては、フォーサからの磁気漏れをヨークで防止しているものの、ロッドから生じる磁気は外部に漏れていた。これにより、ロッドが、隣接する他のアクチュエータのロッドに対して引き付け合ったり、外部の磁性体に引き付けられたりして、ロッドの動作の精度が確保できなかった。また、このような現象によって、アクチュエータの見かけ上の推力が低下してしまうという問題が生じていた。

本発明は、装置の外部への磁気漏れ及び隣接するアクチュエータのロッド同士における磁気の干渉を防止でき、動作が高精度に行えるとともに、推力が安定して確保されるアクチュエータを提供する。

本発明の第１の態様によれば、アクチュエータは、マグネットを有するロッドと、前記ロッドを囲むコイルを含むフォーサと、を備え、前記マグネットの磁界と前記コイルに流れる電流とによって、前記ロッドと前記フォーサとを前記ロッドの長手方向に沿って相対移動させるアクチュエータであって、前記フォーサの前記長手方向の両側に配置され、前記ロッドの長手方向に沿った両端部を支える軸受と、磁性材料からなり、前記フォーサを囲む筒状のヨークと、を有し、前記ヨークは、前記長手方向に沿って前記フォーサの両側へ向けて延びているとともに、前記軸受を支持する。

本発明の第１の態様に係るアクチュエータによれば、磁性材料からなる筒状のヨークが、コイルを含むフォーサを囲んでいるとともに、このヨークが、ロッドの両端部において前記ロッドを支える軸受まで延びて形成される。すなわち、磁力を生じるコイル及びロッドにおいて前記コイルに対応する軸受同士の間の部分がヨークに囲まれる。これにより、ロッド及びコイルから生じる磁気は、ヨークで遮断され、ロッドとフォーサとの相対移動の推力に効率的に用いられる。また、装置の外部に磁気が漏れることが防止される。

また、このように磁気漏れが防止されるので、ロッドが、装置外部のマグネットや磁性体の磁気に影響を受けない。従って、ロッドの動作の精度が充分に確保されるとともに、推力が安定して確保される。

本発明の第２の態様によれば、アクチュエータは、マグネットを有するロッドと、前記ロッドを囲むコイルを含むフォーサと、を備え、前記マグネットの磁界と前記コイルに流れる電流とによって、前記ロッドと前記フォーサとを前記ロッドの長手方向に沿って相対移動させるアクチュエータであって、前記ロッドの長手方向に沿う端部が、前記フォーサから突出して配置されているとともに、磁性材料からなる伸縮部材に囲まれる。前記伸縮部材は、前記端部と前記フォーサとに連結されるとともに、前記ロッドの相対移動に伴い連動して、前記長手方向に沿って伸縮する。

本発明の第２の態様に係るアクチュエータによれば、フォーサから突出するロッドの端部が、磁性材料からなる伸縮部材に囲まれる。この伸縮部材は、ロッドとフォーサとに連結される。そして、伸縮部材は、ロッドがフォーサに対して移動するのに伴い連動して伸縮する。すなわち、ロッドとフォーサとの相対移動により、ロッドの端部がフォーサから突出する突出長さが変化するのに対応して、伸縮部材が、前記長手方向に沿って伸縮可能とされる。このように伸縮部材が伸縮することによって、ロッドの端部は常に前記伸縮部材に囲まれる。これにより、前記ロッドからの磁気漏れを確実に防止できる。

従って、ロッドが、装置外部のマグネットや磁性体に対して引き付け合い、影響を受けない。これにより、ロッドの動作の精度が充分に確保されるとともに、推力が安定して確保される。

本発明の第３の態様によれば、アクチュエータユニットは、マグネットを有するロッドと、前記ロッドを囲むコイルを含むフォーサと、磁性材料からなり前記フォーサを囲む筒状のヨークと、を備え、前記マグネットの磁界と前記コイルに流れる電流とによって、前記ロッドと前記フォーサとを前記ロッドの長手方向に沿って相対移動させるアクチュエータを複数有し、これらのアクチュエータ同士を互いに並列に配列し、隣接するアクチュエータの前記ヨークの一部同士が、前記長手方向において互いに重なるように配置される。

本発明の第３の態様に係るアクチュエータユニットによれば、隣接するアクチュエータのヨークの一部同士が、前記長手方向において互いに重なるように配置される。これにより、これらアクチュエータのうち、一のアクチュエータにおいてヨークから突出するロッドの端部が、他のアクチュエータのヨークに対応するように配置される。

従って、一のアクチュエータの前記端部から生じる磁気が、他のアクチュエータのヨークに遮蔽される。これにより、これらアクチュエータのロッド同士が互いの磁気により引き付け合い動作に影響を受けることが防止される。よって、ロッドの動作の精度が高められるとともに、推力が安定して確保される。

また、装置の部品点数を増大させることなく、隣接するアクチュエータ同士の互いの配置によってロッドの動作精度を確保しているので、製造コストや製造工程が削減できる。

本発明の第４の態様によれば、アクチュエータユニットは、マグネットを有するロッドと、前記ロッドを囲むコイルを含むフォーサと、磁性材料からなり前記フォーサを囲む筒状のヨークと、を備え、前記マグネットの磁界と前記コイルに流れる電流とによって、前記ロッドと前記フォーサとを前記ロッドの長手方向に沿って相対移動させるアクチュエータを複数有し、これらのアクチュエータ同士を互いに並列に配列し、これらのアクチュエータの端部に、隣り合う前記ロッド同士の間に磁性材料からなる壁部を配置して一体型とされた磁気遮蔽部材が設けられる。

本発明の第４の態様に係るアクチュエータユニットによれば、隣接するアクチュエータ同士において、ヨークから突出し露出したロッド同士の間に、磁気遮蔽部材の磁性材料からなる壁部が配置される。これにより、ロッド同士の磁気の干渉を防止でき、動作が高精度に行えるとともに、推力が安定して確保される。また、これらのアクチュエータの前記長手方向に沿う端部に、一体型の磁気遮蔽部材が設けられていることから、比較的容易に組み立てが行えるとともに、製造やメンテナンスが容易になる。

このような構成によって、磁気遮蔽部材の形状の自由度が増し、例えば、各ロッドに個々に対応した壁部の形状を設定できる。また、磁気遮蔽部材の壁部とロッドとの隙間を小さく設定することができ、磁気漏れを確実に防止できる。

本発明に係るアクチュエータによれば、装置の外部への磁気漏れ及び隣接するアクチュエータのロッド同士における磁気の干渉を防止でき、動作が高精度に行えるとともに、推力が安定して確保される。

本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの概略構成を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの概略構成を示す正断面図である。 フォーサ、コイル及びコイルホルダを示す斜視図である。 マグネットとコイルの位置関係を説明する図である。 ロッドの側断面図である。 ボールスプラインの概略構成を示す斜視図である。 ヨークの変形例を示す正断面図である。 ヨークの変形例を示す正断面図である。 本発明の第１実施形態に係るアクチュエータを複数用い構成したアクチュエータユニットを示す正断面図である。 本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの概略構成を示す側断面図である。 本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの概略構成を示す側断面図である。 図９ＡのＡ−Ａ断面を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るアクチュエータを複数用い構成したアクチュエータユニットを示す側断面図である。 図１１のＢ−Ｂ断面を示す図である。 アクチュエータの伸縮部材の変形例を示す図である。 アクチュエータの伸縮部材の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す側断面図である。 図１４のＡ−Ａ断面を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るアクチュエータユニットの概略構成を示す側断面図である。 図１６のＡ−Ａ断面を示す図である。 ヨークとフォーサの対応を表わす図である。 磁気遮蔽部材を示す斜視図である。 磁気遮蔽部材の変形例を示す斜視図である。 磁気遮蔽部材の変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態の応用例を示す図である。 リニアモータの斜視図（一部断面図を示す）である。

以下、本発明を実施するための形態について、図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態に係るアクチュエータは、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって推力を得るリニアモータを備える。このリニアモータは、所謂ロッドタイプのリニアモータである。

図１〜図５に示すように、アクチュエータ１１０は、内部にマグネット１０３を有する丸棒状のロッド１０１と、ロッド１０１をその軸周りに囲む複数のコイル１０４と、これらのコイル１０４を内部に収容するフォーサ（コイル収容ケース）１０２と、を備える。そして、マグネット１０３の磁界とコイル１０４に流れる電流とによって、ロッド１０１とフォーサ１０２とをロッド１０１の長手方向（図１における左右方向）に沿って相対移動させるリニアモータ１１１を備える。

図３に示すように、コイル１０４は、銅線を螺旋状に巻いたもので、円筒状又はリング状に形成される。これらのコイル１０４は、その軸線を前記長手方向に沿って延ばすとともに積層するように配列されて、コイルホルダ１０５に保持される。コイルホルダ１０５の下面には、前記長手方向に間隔を開けて複数の樹脂製スペーサ１０５ａが配置される。樹脂製スペーサ１０５ａは、略リング状又はＣ字状をなし、隣接するコイル１０４、１０４の間に配設される。このような構成によって、隣り合うコイル１０４、１０４同士は絶縁される。

コイルホルダ１０５上には、プリント基板１０６が設けられる。コイル１０４の巻線の端部１０４ａは、プリント基板１０６に結線される。図４に示すように、コイル１０４は、３つでＵ・Ｖ・Ｗ相からなる一組の三相コイルとされ、該三相コイルを複数組み合わせて、コイルユニットが構成される。

フォーサ１０２は、樹脂又はセラミックス等からなる。フォーサ１０２は、図１〜図３に示すように、角棒状又は細長い直方体状に形成される。フォーサ１０２の外周面には、コイル１０４の放熱性を高めるために複数のフィン（不図示）が形成される。

フォーサ１０２とコイル１０４及びコイルホルダ１０５とは、インサート成形によって一体に成形される。すなわち、コイル１０４及びコイルホルダ１０５を金型にセットした状態で、溶融した樹脂又はセラミックスを金型内に注入した後、硬化させて、フォーサ１０２、コイル１０４及びコイルホルダ１０５を一体に成形する。尚、このようなインサート成形を用いる代わりに、コイルホルダ１０５に保持されたコイル１０４をアルミ製のフォーサ１０２に収納し、コイル１０４とフォーサ１０２との隙間を接着剤で埋めて、コイル１０４及びコイルホルダ１０５をフォーサ１０２に固定してもよい。

フォーサ１０２の前記長手方向に沿う両端部には、エンドケース１０９が設けられる。これらのエンドケース１０９のうち、前記長手方向の一方側（図１における左側）の端部に配置されたエンドケース１０９は、フォーサ１０２に対するロッド１０１の位置を検出する位置検出ヘッド（位置検出手段）１０９とされる。尚、アクチュエータ１１０が、そのロッド１０１を鉛直方向に延びるようにして設置される場合は、上下に配置されるエンドケース１０９のうちこの位置検出ヘッド１０９が下側に配置される。位置検出ヘッド１０９には、ロッド１０１がフォーサ１０２に対して前記長手方向に移動する際に生じるマグネット１０３の磁界の方向の変化を検出する磁気センサ（不図示）が備えられる。

磁気センサは、Ｓｉ若しくはガラス基板と、その上に形成されたＮｉ、Ｆｅなどの強磁性金属を主成分とする合金の強磁性薄膜金属で構成される磁気抵抗素子を有する。このような磁気センサは、特定の磁界方向で抵抗値が変化するためにＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ−Ｍａｇｎｅｔｒｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサ又は異方性磁気抵抗素子と呼ばれる。また、磁気センサは、不図示の制御部に電気的に接続される。

図４及び図５に示すように、ロッド１０１は、非磁性材料のステンレス等からなるパイプと、このパイプ内に配置された円柱状の複数のマグネット（セグメント磁石）１０３とを有する。これらのマグネット１０３は、互いに同極を対向させるようにして前記長手方向に沿って配列している。図４は、ロッド１０１における、マグネット１０３とコイル１０４との位置関係を示している。図示するように、マグネット１０３の配列ピッチは、コイル１０４の配列ピッチよりも長く設定される。また、ロッド１０１は、コイル１０４に対して同軸に配置されており、ロッド１０１の外周面とコイル１０４の内周面との間には、僅かに間隙が設けられる。

そして、コイル１０４に１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル１０４の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。ロッド１０１は、移動磁界により前記長手方向に沿う推力を得て、移動磁界の速さに同期してコイル１０４に対して往復直線運動を行う。

図５に示すように、隣り合うマグネット１０３の間には、例えば鉄等の軟質磁性材料からなり、円柱状又は円板状をなすポールシュー（磁極ブロック）１０７が配置される。このように、ポールシュー１０７をマグネット１０３、１０３間に介在させることで、ロッド１０１に発生する磁束密度を正弦波に近付けることができる。磁束密度を正弦波に近付け、かつ、磁束密度を大きくするために、ポールシュー１０７の軸線方向（すなわち前記長手方向）の長さは、マグネット１０３の軸線方向の長さよりも短く設定される。この実施形態では、ポールシュー１０７の軸線方向の長さは、マグネット１０３の軸線方向の長さの約１／２に設定される。

ロッド１０１は、内部にマグネット１０３が配置された磁性領域１０１Ａと、前記長手方向に沿った磁性領域１０１Ａの両側に配置された非磁性領域１０１Ｂと、を備える。すなわち、ロッド１０１の長手方向に沿った内側（すなわち中央）部分が磁性領域１０１Ａとされ、この磁性領域１０１Ａの両外側部分が非磁性領域１０１Ｂとされる。図１に示すように、ロッド１０１における磁性領域１０１Ａの前記長手方向に沿う長さは、フォーサ１０２の前記長手方向に沿う長さよりも長く設定される。

詳しくは、ロッド１０１は、その長手方向に沿った両端部に、非磁性材料のステンレス等からなるスプライン軸１１７を有しており、これらスプライン軸１１７の配置される領域が非磁性領域１０１Ｂとされる。スプライン軸１１７は、その前記内側の端部が前記パイプの中空空間に挿入されることによって、前記パイプに同軸に固定される。

また、スプライン軸１１７において、前記内側を向く端面は、パイプ内に配置されたマグネット１０３又はポールシュー１０７に接触している。このような構成により、マグネット１０３及びポールシュー１０７がロッド１０１のパイプ内で固定された状態となり、前記パイプに対して前記長手方向に移動しないようにされる。

図１において、一対のスプライン軸１１７のうち、前記長手方向に沿う一方側に配置されたスプライン軸１１７の先端部には、電子部品を吸着保持可能な不図示のノズル（外部機器）が配置される。

ロッド１０１の軸受として、ボールスプラインのボールスプラインナット１１８がフォーサ１０２の前記長手方向の両側に配置され、ロッド１０１の長手方向に沿った両端部を支えている。詳しくは、一対のボールスプラインナット１１８は、ロッド１０１における非磁性領域１０１Ｂのスプライン軸１１７を支えている。

また、図１に示すように、鉄や鋼等の磁性材料からなり、フォーサ１０２を囲む筒状のヨーク１２０が設けられる。ヨーク１２０は、前記長手方向に延びる扁平した直方体状の角筒からなり、図２に示すように、その前記長手方向に直交する断面が矩形状に形成される。また、図１において、ヨーク１２０は、前記長手方向に沿ってフォーサ１０２の両側へ向けて延びているとともに、その両端部においてハウジング１１９を介しボールスプラインナット１１８を支持している。すなわち、ヨーク１２０は、ロッド１０１の磁性領域１０１Ａ、コイル１０４を収容するフォーサ１０２及びボールスプラインナット１１８を囲んでいる。

ヨーク１２０の内周面には、フォーサ１０２及びハウジング１１９が、ねじ止めや嵌合等により固定される。詳しくは、ヨーク１２０の内周面において、前記長手方向に沿った中央部にフォーサ１０２が配置され、フォーサ１０２の前記長手方向に沿った両外側に離間して、ボールスプラインナット１１８を支持するハウジング１１９が配置される。このように、フォーサ１０２及びボールスプラインナット１１８は、互いにヨーク１２０及びハウジング１１９を介し連結される。

ヨーク１２０の前記長手方向に沿う長さは、ロッド１０１の磁性領域１０１Ａの前記長手方向に沿う長さよりも長く、ロッド１０１の前記長手方向に沿う全長よりも短く設定される。このような構成により、ロッド１０１の両端部に配置される一対のスプライン軸１１７が、ボールスプラインナット１１８の前記長手方向に沿った外側（すなわちフォーサ１０２側とは反対側）に向けて突出している。

また、図２に示すように、前記長手方向に直交する断面におけるロッド１０１の位置は、ヨーク１２０の中心に設定される。すなわち、ロッド１０１の中心軸Ｏが、ヨーク１２０の前記断面における中央部に配置される。図示の例では、ロッド１０１の中心軸Ｏが、ヨーク１２０の両側壁部の内周面からともに距離Ｌ１の位置に配置され、天壁部の内周面及び底壁部の内周面からともに距離Ｌ２の位置に配置される。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ１１０によれば、磁性材料からなる筒状のヨーク１２０が、コイル１０４を含むフォーサ１０２を囲んでいるとともに、このヨーク１２０が、ロッド１０１の両端部においてロッド１０１を支えるボールスプラインナット１１８まで延びて形成される。すなわち、磁力を生じるコイル１０４、及び、ロッド１０１においてコイル１０４に対応するボールスプラインナット１１８の間の部分（磁性領域１０１Ａ）が、ヨーク１２０に囲まれている。このような構成により、ロッド１０１のマグネット１０３及びコイル１０４から生じる磁気は、ヨーク１２０で遮断され、ロッド１０１とフォーサ１０２との相対移動の推力に効率的に用いられる。これにより、装置の外部に磁気が漏れることが防止される。

詳しくは、ヨーク１２０が、その両端部において非磁性領域１０１Ｂのスプライン軸１１７を支えるボールスプラインナット１１８も囲んでいるので、ロッド１０１がフォーサ１０２に対してその長手方向に移動した際にも、この長手方向に沿ったボールスプラインナット１１８の内側に配される磁性領域１０１Ａ及びコイル１０４は、常にヨーク１２０内に収容され囲まれる。従って、ロッド１０１の配置に係わらず、磁気漏れが確実に防止される。また、このように磁気漏れが防止されるので、ロッド１０１が、装置外部のマグネットや磁性体の磁気に影響を受けない。

また、前記長手方向に沿ったボールスプラインナット１１８の外側には、ボールスプラインナット１１８に支えられたロッド１０１のスプライン軸１１７が配置されるとともに装置の外部に露出している。スプライン軸１１７は磁性を有していないので、スプライン軸１１７に対して、装置外部のマグネットや磁性体の磁気が作用しロッド１０１の動作に影響を与えることがない。従って、ロッド１０１の動作の精度が充分に確保されるとともに、推力が安定して確保される。

また、ヨーク１２０及びハウジング１１９を介して、コイル１０４を支持するフォーサ１０２と、ロッド１０１を軸支するボールスプラインナット１１８とが連結される。このため、コイル１０４とロッド１０１との相対的な位置精度が確保される。すなわち、フォーサ１０２とボールスプラインナット１１８を一体に支持するハウジング１１９とがともにヨーク１２０に対して取り付けられることから、互いの相対的な位置決めが簡便に行えるとともに、コイル１０４の中心軸とロッド１０１の中心軸とが、互いに同軸に精度よく配置される。従って、アクチュエータ１１０の製造が容易になるとともに、動作の精度がより高められる。

また、アクチュエータ１１０の前記長手方向に直交する断面において、ロッド１０１の位置が、ヨーク１２０の中心に設定される。このため、ロッド１０１の動作が安定し、推力が充分に確保される。すなわち、ロッド１０１がヨーク１２０の中央に配置されるので、ロッド１０１が備えるマグネット１０３が、磁性材料であるヨーク１２０に軸Ｏ周りに均一に引き付けられる。これにより、軸Ｏ周りのうち所定の方向に引き付けられてしまうことが防止される。従って、ロッド１０１の動作がより高精度に安定して行われる。

また、ボールスプラインナット１１８のボール１３８と、スプライン軸１１７のスプライン溝１１７Ａとが、互いに前記長手方向に相対移動可能に嵌まり合っているとともに、ボールスプラインナット１１８とスプライン軸１１７との互いの軸Ｏ周りの相対移動（回転）を規制している。このため、ロッド１０１がコイル１０４に対して軸Ｏ周りに回転してしまうことが防止される。

また、フォーサ１０２における前記ノズル側に、フォーサ１０２に対するロッド１０１の位置を検出する位置検出ヘッド１０９が配置される。このため、ロッド１０１の先端部に設けられたノズルの位置を安定して高精度に検出できる。

すなわち、位置検出ヘッド１０９が、ノズルに比較的近い位置に配置されるので、アクチュエータ１１０の温度変化に応じて、ロッド１０１が熱変形により伸縮しても、フォーサ１０２に対するロッド１０１のノズルの位置精度が充分に確保される。

また、位置検出ヘッド１０９は磁気センサを備えているので、この磁気センサが、ロッド１０１に配置されたマグネット１０３の磁界の方向の変化を検出するとともに、ロッド１０１のノズルの位置を高精度に検出できる。また、このようにロッド１０１のマグネット１０３を用いてノズルの位置検出が行えるので、例えば、磁気スケールやリニアスケール（リニアエンコーダ）等を用いて位置検出を行うような構成に対比して、部材を削減できる。

また、ロッド１０１の熱変形量は、ロッド１０１の長手方向の長さに比例する。このため、本実施形態のように、磁気センサを用いてフォーサ１０２に対するロッド１０１の位置を検出するような構成の場合に、前記磁気センサがノズルに近い位置に配置されることによって、ロッド１０１の伸縮の影響をより低減できる。

尚、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ヨーク１２０は、前記長手方向に延びる扁平した直方体状の角筒からなり、図２に示すように、その前記長手方向に直交する断面が矩形状に形成されているとしたが、これに限定されない。

図７Ａ及び図７Ｂに、ヨーク１２０の変形例を示す。図７Ａにおいては、ヨーク１２０は、前記断面が正方形に形成された角筒状とされる。また、このようなヨーク１２０の形状に対応して、フォーサ１０２も前記断面が正方形に形成された角柱状とされる。図７Ｂにおいては、ヨーク１２０は、前記断面が円形に形成された円筒状とされる。また、ヨーク１２０の形状に対応して、フォーサ１０２も前記断面が円形に形成された円柱状とされる。またこの場合、ハウジング１１９の形状もヨーク１２０の形状に対応し設定される。

また、位置検出ヘッド１０９の磁気センサが、フォーサ１０２の一方側の端部に配置されることとしたが、これに限定されない。例えば、磁気センサが、フォーサ１０２の一方側に間隔を開けて配置されてもよい。すなわち、図１において、磁気センサが、ヨーク１２０の内周面における一方側のボールスプラインナット１１８とフォーサ１０２との間に配置されてもよい。尚、ヨーク１２０の内周面において、一対のボールスプラインナット１１８とフォーサ１０２との間に形成されたスペースに、磁気センサ以外の部材を配置してもよい。この場合、装置をよりコンパクトに構成できる。

また、位置検出手段として磁気センサを備えた位置検出ヘッド１０９を設ける代わりに、磁気スケール、リニアスケール（リニアエンコーダ）等を設けて、フォーサ１０２に対するロッド１０１の位置を検出してもよい。

また、ロッド１０１の一方側の先端部には、電子部品を吸着保持可能なノズルが配置されていることとしたが、これに限定されない。すなわち、ロッド１０１の先端部に、ノズルを設ける代わりに、電子部品を狭持可能なハンド等の外部機器を設けてもよい。また、ノズルが、電子部品の代わりに精密部品や機械部品等を吸着保持することとしてもよい。

また、フォーサ１０２の外周面には、コイル１０４の放熱性を高める複数のフィンが形成されているとしたが、このようなフィンがヨーク１２０の外周面に形成されていてもよい。この場合、ヨーク１２０内における温度上昇が抑制されて、ロッド１０１の熱変形が防止されるとともに、動作の精度がより向上する。
また、フォーサ１０２やヨーク１２０の外周面に前記フィンが形成されていなくともよい。

また、ロッド１０１の両端部にスプライン軸１１７が配置され、これらスプライン軸１１７が一対のボールスプラインナット１１８に支えられていることとしたが、これに限定されない。すなわち、スプライン軸１１７及びボールスプラインナット１１８は、アクチュエータ１１０の前記長手方向に沿ったいずれか一方側の端部にのみ設けられていてもよい。また、スプライン軸１１７を用いる代わりに、スプライン溝１１７Ａの形成されていない断面円形状の軸を用いてもよく、この場合、軸受として、ボールスプラインのボールスプラインナット１１８の代わりに、ブッシュ等を用いてもよい。

また、図８に示すように、アクチュエータ１１０を複数用い、これらのアクチュエータ１１０のロッド１０１同士を互いに並列に配列してアクチュエータユニット１５０を構成してもよい。アクチュエータユニット１５０は、前述のように構成されたアクチュエータ１１０を複数用いてユニット化しているので、ロッド１０１の先端部の各ノズルの位置精度を充分に確保できる。従って、このアクチュエータユニット１５０を用いて、表面実装機やＩＣハンドラ等の電子部品搬送装置を構成した際に、電子部品を安定して高精度に搬送できるとともに、生産性が向上する。

［第２実施形態］
第２実施形態に係るアクチュエータは、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって推力を得るリニアモータを備える。このリニアモータは、所謂ロッドタイプのリニアモータである。
第２実施形態に係るアクチュエータは、フォーサから突出するロッドの端部が、磁性材料からなる伸縮部材に囲まれる点が第１実施形態と異なる。以下、第２実施形態に係るアクチュエータについて、第１実施形態と異なる点について説明する。

図９Ａ、図９Ｂに、本実施形態に係るアクチュエータ２１０を示す。図９Ａ、図９Ｂに示すように、フォーサ２０２の前記長手方向に沿う両端部には、エンドケース２０９が配置される。エンドケース２０９は、ロッド２０１を前記長手方向に沿って摺動可能に支えるロッド２０１の軸受としてのボールスプラインナット２１８を有している。ボールスプラインナット２１８は、直方体状又は正方形板状をなすハウジング（不図示）に収容され、フォーサ２０２に隣接して配置される。また、ハウジングはフォーサ２０２に連結されている。

これらのエンドケース２０９のうち、前記長手方向の一方側（図９Ａ、図９Ｂにおける下側）に配置されたエンドケース２０９は、フォーサ２０２に対するロッド２０１の位置を検出する位置検出ヘッド（位置検出手段）２０９とされる。第１実施形態と同様に、ロッド２０１は内部にマグネットを有する。位置検出ヘッド２０９には、ロッド２０１がフォーサ２０２に対して前記長手方向に移動する際に生じる前記マグネットの磁界の方向の変化を検出する磁気センサ（不図示）が備えられる。磁気センサの詳細な構成は第１実施形態と同様である。

ヨーク２２０の内周面には、フォーサ２０２及びエンドケース２０９の前記ハウジングが、ねじ止めや嵌合等により固定される。また、ヨーク２２０の内周面において、一対のエンドケース２０９の前記長手方向に沿う両外側には、磁性材料からなる伸縮部材のコイルばね２３３が配置される。これら一対のコイルばね２３３は、ロッド２０１に対して同軸に配置されるとともに、ロッド２０１の両端部を囲んでいる。

コイルばね２３３は、その軸線方向の両端がロッド２０１の端部とフォーサ２０２とに連結される。詳しくは、コイルばね２３３は、その前記長手方向に沿うフォーサ２０２側とは反対側を向く端部がロッド２０１の端部に連結されており、その前記長手方向に沿うフォーサ２０２側の端部がヨーク２２０又はエンドケース２０９を介してフォーサ２０２に連結される。そして、コイルばね２３３は、ロッド２０１のフォーサ２０２に対する移動に伴い連動して、前記長手方向に沿って伸縮する。

また、一対のコイルばね２３３のうち、他方側（図９Ａ、図９Ｂにおける上側）に配置されたコイルばね２３３Ｂのばね定数は、前記一方側に配置されたコイルばね２３３Ａのばね定数よりも大きく設定される。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ２１０によれば、フォーサ２０２から突出するロッド２０１の端部が、磁性材料からなるコイルばね２３３に囲まれており、コイルばね２３３は、ロッド２０１とフォーサ２０２とに連結されている。そして、コイルばね２３３は、ロッド２０１がフォーサ２０２に対して移動するのに伴い連動して伸縮する。すなわち、ロッド２０１とフォーサ２０２との相対移動により、ロッド２０１の端部がフォーサ２０２から突出する突出長さが変化するのに対応して、コイルばね２３３が、前記長手方向に沿って伸縮可能とされている。このようにコイルばね２３３が伸縮することによって、ロッド２０１の端部は常にコイルばね２３３に囲まれるようになっているので、ロッド２０１からの磁気漏れを確実に防止することができる。

また、このように、伸縮部材としてコイルばね２３３を用いているので、簡便な構成を用いて、ロッド２０１からの磁気漏れを確実に防止できる。また、特に、ロッド２０１の端部がフォーサ２０２から突出する突出長さが最大となる相対移動の終端近傍においては、コイルばね２３３の弾性復元力が作用して、ロッド２０１の戻り動作開始時の推力の補助となる。また、この実施形態のように、アクチュエータ２１０のロッド２０１を鉛直方向に延ばすように設置した際、コイル２０４への電流供給が停止するようなことがあっても、コイルばね２３３の弾性力により、ロッド２０１の落下を防止できる。すなわち、コイルばね２３３は、ロッド２０１の落下防止機能を有している。

また、ロッド２０１の両端部がフォーサ２０２から突出しているとともに、これら両端部がコイルばね２３３に夫々囲まれているので、ロッド２０１からの磁気漏れがより確実に防止されている。また、一対のコイルばね２３３の弾性力が互いに相殺されて、これらコイルばね２３３による推力損失を抑制できる。

また、一対のコイルばね２３３のうち、上側に配置されたコイルばね２３３Ｂのばね定数が、下側に配置されたコイルばね２３３Ａのばね定数よりも大きく設定されている。このため、ロッド２０１を上昇させる際に要求される推力を抑制することができる。すなわち、コイル２０４へ供給する電力を低減できる。

また、ロッド２０１とコイルばね２３３とが互いに同軸に配置されているので、ロッド２０１の動作が安定し、推力が充分に確保される。すなわち、前記長手方向に直交する断面において、ロッド２０１がコイルばね２３３の中央に配置されているので、ロッド２０１が備えるマグネットが、磁性材料であるコイルばね２３３に軸周りに均一に引き付けられる。これにより、軸周りのうち所定の方向に引き付けられてしまうことが防止されている。従って、ロッド２０１の動作がより高精度に安定して行われる。

尚、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図１１及び図１２に示すように、アクチュエータ２１０を複数用い、これらのアクチュエータ２１０のロッド２０１同士を互いに並列に配列してアクチュエータユニット２５０を構成してもよい。アクチュエータユニット２５０は、前述のように構成されたアクチュエータ２１０を複数用いてユニット化しているので、隣り合うロッド２０１同士が互いの磁気により引き付け合うことがない。従って、ロッド２０１の先端部の各ノズルの位置精度が充分に確保される。よって、このアクチュエータユニット２５０を用いて、表面実装機やＩＣハンドラ等の電子部品搬送装置を構成した際に、電子部品を安定して高精度に搬送できるとともに、生産性が向上する。

また、図１３Ａ、図１３Ｂに本実施形態の変形例を示す。本変形例では、伸縮部材としてコイルばね２３３を用いる代わりに、複数の筒２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃが互いに径方向に重なり合うように同心状に配置されたテレスコピック構造２３４を用いている。

テレスコピック構造２３４は、一対のエンドケース２０９の前記長手方向に沿う両外側に配置される。これら一対のテレスコピック構造２３４は、ロッド２０１に対して同軸に配置されているとともに、ロッド２０１の両端部を囲んでいる。

テレスコピック構造２３４は、磁性材料からなる円筒状の筒２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃを有する。そして、これらの筒２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃが、ロッド２０１に対して同軸に配置されるとともに、前記長手方向に沿って摺動するように互いに相対移動可能とされる。また、これらの筒２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃに囲まれることにより、ロッド２０１が露出しない。

筒２３４Ａは、その前記長手方向に沿うフォーサ２０２側の端部が、ヨーク２２０又はエンドケース２０９を介してフォーサ２０２に連結されている。また、筒２３４Ｃは、筒２３４Ａよりも小径に形成されており、不図示の連結部材等を介してロッド２０１の端部に連結されている。また、筒２３４Ｂは、筒２３４Ａよりも小径かつ筒２３４Ｃよりも大径に形成されており、これら筒２３４Ａと筒２３４Ｃとを前記長手方向に沿って摺動可能に連結している。

このように構成されるテレスコピック構造２３４は、ロッド２０１のフォーサ２０２に対する移動に伴い連動して、前記長手方向に沿って伸縮する。
すなわち、図１３Ａに示すように、ロッド２０１がフォーサ２０２に対して前記長手方向の一方側へ向けて移動した際は、ロッド２０１の相対移動に対応して、一対のテレスコピック構造２３４のうち前記一方側のテレスコピック構造２３４は伸長状態となり、前記他方側のテレスコピック構造２３４は収縮状態となる。また、図１３Ｂに示すように、ロッド２０１がフォーサ２０２に対して前記長手方向の他方側へ向けて移動した際は、前記一方側のテレスコピック構造２３４が収縮状態となり、前記他方側のテレスコピック構造２３４が伸長状態となる。

伸縮部材として、前述のテレスコピック構造２３４を用いた場合には、ロッド２０１が外部に露出されない密閉状態を形成できる。このため、ロッド２０１に装置外部の塵埃等が付着することを防止でき、動作の精度が長期に亘り安定して確保される。
また、伸縮部材として、前述したコイルばね２３３やテレスコピック構造２３４以外に、磁性材料からなる蛇腹状のフレキシブルホースや板ばね等を用いてもよい。

また、ロッド２０１の両端部がフォーサ２０２から突出しているとともに、これら両端部がコイルばね２３３に囲まれているとしたが、ロッド２０１のいずれか一方の端部がフォーサ２０２から突出していてもよい。この場合、前記一方の端部がコイルばね２３３に囲まれる。

［第３実施形態］
図１４及び図１５に示すように、第３実施形態に係るアクチュエータユニット３５０は、複数のアクチュエータ３１０を備える。アクチュエータユニット３５０は、これらのアクチュエータ３１０を互いに積層させるように配列した、アクチュエータ３１０の積層構造を有する。アクチュエータ３１０は、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって推力を得るリニアモータ３１１を備える。このリニアモータ３１１は、所謂ロッドタイプのリニアモータである。

アクチュエータ３１０は、内部にマグネット３０３を有する丸棒状のロッド３０１と、ロッド３０１をその軸周りに囲む複数のコイル３０４と、これらのコイル３０４を内部に収容するフォーサ３０２と、フォーサ３０２を囲む筒状のヨーク３２０と、を備える。そして、マグネット３０３の磁界とコイル３０４に流れる電流とによって、ロッド３０１とフォーサ３０２とをロッド３０１の長手方向に沿って相対移動させる。本実施形態では、図１４に示すように、ロッド３０１が鉛直方向（図１４における上下方向）に延びて配置される。

図１４に示すように、フォーサ３０２の前記長手方向に沿う両端部には、エンドケース３０９が配置される。これらのエンドケース３０９のうち、前記長手方向の一方側（図１４における下側）に配置されたエンドケース３０９は、フォーサ３０２に対するロッド３０１の位置を検出する位置検出ヘッド（位置検出手段）３０９とされる。位置検出ヘッド３０９には、ロッド３０１がフォーサ３０２に対して前記長手方向に移動する際に生じるマグネット３０３の磁界の方向の変化を検出する磁気センサ（不図示）が備えられる。磁気センサの詳細な構成は第１実施形態、第２実施形態と同様である。

ロッド３０１は、内部にマグネット３０３が配置された磁性領域３０１Ａと、前記長手方向に沿った磁性領域３０１Ａの他方側（図１４における上側）に配置された非磁性領域３０１Ｂと、を備える。すなわち、ロッド３０１の長手方向に沿った中央部分及び下側部分が磁性領域３０１Ａとされ、この磁性領域３０１Ａの上側部分が非磁性領域３０１Ｂとされる。

図１４に示すように、ロッド３０１における磁性領域３０１Ａの前記長手方向に沿う長さは、フォーサ３０２の前記長手方向に沿う長さよりも長く設定される。そして、磁性領域３０１Ａの前記長手方向に沿う両端部は、フォーサ３０２から両側（すなわち上下側）へ向けて突出して配置される。

アクチュエータ３１０には、図１４及び図１５に示すように、鉄や鋼等の磁性材料からなり、フォーサ３０２を囲む筒状のヨーク３２０が設けられる。ヨーク３２０は、前記長手方向に延びる直方体状の角筒からなる。図示の例では、その前記長手方向に直交する断面が正方形状に形成される。ヨーク３２０の内周面には、フォーサ３０２がねじ止めや嵌合等により固定される。

ヨーク３２０の前記長手方向に沿う長さは、フォーサ３０２の前記長さと略同一又は僅かに大きく、ロッド３０１の磁性領域３０１Ａの前記長さよりも短く設定される。すなわち、ロッド３０１の磁性領域３０１Ａの長手方向に沿う両端部は、ヨーク３２０から突出して配置される。また、この実施形態では、すべてのアクチュエータ３１０のヨーク３２０が、その前記長手方向に沿う全長が同一長とされる。

また、図１５に示すように、前記長手方向に直交する断面におけるロッド３０１の位置は、ヨーク３２０の中心に設定される。すなわち、ロッド３０１の中心軸が、ヨーク３２０の前記断面における中央部に配置される。

図１４に示すように、アクチュエータユニット３５０は、アクチュエータ３１０のヨーク３２０同士を互いに並列に配列している。そして、隣接するアクチュエータ３１０のヨーク３２０同士の前記長手方向に沿う位置が互いに異なって設定されるとともに、これらヨーク３２０の一部同士が、前記長手方向において互いに重なるように配置される。

詳しくは、隣接するヨーク３２０のうち、一のヨーク３２０における上端部又は下端部が、他のヨーク３２０における中央部に対応するように配置される。また、隣り合うヨーク３２０は、互いの外周面の一部同士を連結させている。このようにして、ヨーク３２０全体が互い違い構造とされる。

このように、ヨーク３２０が互い違いに配置されていることで、隣接するアクチュエータ３１０のうち、一のアクチュエータ３１０のロッド３０１の端部は、他のアクチュエータ３１０のヨーク３２０に対応する位置に配置される。詳しくは、ロッド３０１の磁性領域３０１Ａにおける両端部のうち、一方側又は他方側の端部が、隣り合うヨーク３２０の一方側又は他方側の端部に対応するように配置される。このような構成によって、隣接するアクチュエータ３１０のロッド３０１において露出する前記端部同士が、互いに隣り合わないように配置される。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータユニット３５０によれば、隣接するアクチュエータ３１０のヨーク３２０の一部同士が、前記長手方向において互いに重なるように配置される。このため、これらアクチュエータ３１０のうち、一のアクチュエータ３１０においてヨーク３２０から突出するロッド３０１の端部が、他のアクチュエータ３１０のヨーク３２０に対応するように配置される。

従って、一のアクチュエータ３１０においてロッド３０１の前記端部から生じる磁気が、他のアクチュエータ３１０のヨーク３２０に遮蔽される。これにより、これらアクチュエータ３１０のロッド３０１同士が互いの磁気により引き付け合い動作に影響を受けることが防止される。よって、ロッド３０１の動作の精度が高められるとともに、推力が安定して確保される。

また、ロッド３０１の一方側の先端部には、電子部品を吸着保持可能なノズルが配置されていることとしたが、これに限定されない。すなわち、ロッド３０１の先端部に、ノズルを設ける代わりに、電子部品を狭持可能なハンド等の外部機器を設けてもよい。また、ノズルが、電子部品の代わりに精密部品や機械部品等を吸着保持することとしてもよい。

図１４の例では、４つのアクチュエータ３１０を用い、これらのアクチュエータ３１０が、鉛直方向に交互に突出するように互い違いに配置されているが、これに限定されない。例えば、これらのアクチュエータ３１０のうち１つのアクチュエータ３１０のみが、他のアクチュエータ３１０に対して鉛直方向の位置を異ならせるように配置されてもよい。

また、図１４の例では、各ロッド３０１の下端部が互い違いに配置されているが、例えば、前記下端部に非磁性材料からなる軸部材を適宜延長して、すべてのロッド３０１の下端部が互いに同一の水平面内に配置されるように構成してもよい。この場合、ロッド３０１の下端部に配置された前記ノズルが同一高さに設定される。また、各ノズルの高さを、適宜夫々に設定することも可能である。このような構成によれば、搬送等に対する種々の要望に柔軟に対応することができる。

［第４実施形態］
図１６及び図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、第４実施形態に係るアクチュエータユニット４５０は、複数のアクチュエータ４１０を備える。アクチュエータユニット４５０は、これらのアクチュエータ４１０を互いに積層させるように配列した、アクチュエータ４１０の積層構造を有する。また、アクチュエータ４１０は、マグネットの磁界とコイルに流れる電流によって推力を得るリニアモータ４１１を備える。このリニアモータ４１１は、所謂ロッドタイプのリニアモータである。

アクチュエータ４１０は、内部にマグネットを有する丸棒状のロッド４０１と、ロッド４０１をその軸周りに囲む複数のコイル４０４と、これらのコイル４０４を内部に収容するフォーサ４０２と、フォーサ４０２を囲む筒状のヨーク４２０と、を備える。そして、前記マグネットの磁界とコイル４０４に流れる電流とによって、ロッド４０１とフォーサ４０２とをロッド４０１の長手方向に沿って相対移動させる。尚、本実施形態では、図１６に示すように、ロッド４０１が鉛直方向（図１６における上下方向）に延びて配置される。

図１６に示すように、ロッド４０１の長手方向に沿う長さは、フォーサ４０２の前記長手方向に沿う長さよりも長く設定される。また、ロッド４０１の長手方向に沿う両端部は、フォーサ４０２から両側（すなわち上下側）へ向けて突出して配置される。
また、ロッド４０１の長手方向に沿う一方側（図１６における下側）の先端部（すなわち下端部）には、電子部品を吸着保持可能な不図示のノズル（外部機器）が配置される。ロッド４０１の前記先端部は、外部機器取付部とされる。

アクチュエータ４１０には、図１６及び図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、鉄や鋼等の磁性材料からなり、フォーサ４０２を囲む筒状のヨーク４２０が設けられる。ヨーク４２０には、前記長手方向に貫通するとともにフォーサ４０２を収容する角孔４２０Ａが形成される。図示の例では、角孔４２０Ａは、その前記長手方向に直交する断面が、正方形状に形成される。

また、この実施形態では、ヨーク４２０には、角孔４２０Ａが複数形成されている。図１７Ａに示すように、前記長手方向に直交する断面において、これらの角孔４２０Ａは縦横に配列しており、ヨーク４２０の前記断面は、格子状に形成される。尚、図１７Ｂに示すように、ヨーク４２０が、各フォーサ４０２に対応して夫々設けられていてもよい。図示の例では、ヨーク４２０は、前記長手方向に延びる直方体状の角筒からなる。この場合、ヨーク４２０同士は、互いに並列に配列されているとともに、隣り合うヨーク４２０同士は、互いの外周面を接触させて連結される。

図１６に示すように、ヨーク４２０は、前記長手方向に沿ってフォーサ４０２の両側へ向けて延びているとともに、その両端部においてボールスプラインナット４１８を含むエンドケース４０９を支持している。すなわち、ヨーク４２０は、ロッド４０１の中央部、コイル４０４を収容するフォーサ４０２及びボールスプラインナット４１８を囲んでいる。また、ヨーク４２０の角孔４２０Ａの内周面には、フォーサ４０２及びエンドケース４０９の前記ハウジングが、ねじ止めや嵌合等により固定される。

また、ヨーク４２０の前記長手方向に沿う長さは、フォーサ４０２の前記長さよりも僅かに大きく、ロッド４０１の前記長さよりも短く設定される。すなわち、ロッド４０１の長手方向に沿う両端部は、ヨーク４２０から突出して配置される。

また、図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、前記長手方向に直交する断面におけるロッド４０１の位置は、ヨーク４２０の角孔４２０Ａの中心に設定される。すなわち、ロッド４０１の中心軸が、角孔４２０Ａの前記断面における中央部に配置されている。

また、図１６において、アクチュエータユニット４５０は、アクチュエータ４１０のフォーサ４０２同士を互いに並列に配列している。
また、これらのアクチュエータ４１０の前記長手方向に沿う端部には、隣り合うロッド４０１同士の間に鉄や鋼等の磁性材料からなる壁部４３３Ａを配置して一体型とされた磁気遮蔽部材４３３が設けられる。この実施形態では、磁気遮蔽部材４３３は、ヨーク４２０の前記長手方向に沿う両側に配置される。

磁気遮蔽部材４３３の壁部４３３Ａは、前記長手方向に沿う板状をなし、隣り合うロッド４０１同士の中央に配置される。壁部４３３Ａは、アクチュエータユニット４５０の前記長手方向に直交する方向（すなわち水平方向）の端部に配置されたアクチュエータ４１０におけるロッド４０１の前記水平方向外側にも配置される。

詳しくは、壁部４３３Ａは、ロッド４０１においてヨーク４２０から突出し露出する端部をロッド４０１の軸周りに囲むように形成される。そして、ロッド４０１は、周囲を囲む壁部４３３Ａの中央（すなわち周囲の壁部４３３Ａから等距離の位置）に配置される。

図１８に示すように、この実施形態では、壁部４３３Ａは、ロッド４０１を囲む角孔を形成するようにして、前記長手方向に直交する断面が矩形状とされる。また、壁部４３３Ａからなる前記角孔は、磁気遮蔽部材４３３を前記長手方向に貫通し形成されるとともに、前記断面において縦横に配列される。

磁気遮蔽部材４３３は、これらの壁部４３３Ａが一体に成形又は連結された構造を有する。そして、全体として複数の前記角孔が形成された略直方体状又は角形多穴管状とされるとともに、その前記断面が格子状に形成される。
また、磁気遮蔽部材４３３は、ねじ作用や接着等により、アクチュエータ４１０の前記長手方向に沿う端部に着脱可能とされる。

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータユニット４５０によれば、隣接するアクチュエータ４１０同士において、ヨーク４２０から突出し露出したロッド４０１同士の間に、磁気遮蔽部材４３３の磁性材料からなる壁部４３３Ａが配置される。このため、これらロッド４０１同士の磁気の干渉を防止でき、動作が高精度に行えるとともに、推力が安定して確保される。

また、磁気遮蔽部材４３３の壁部４３３Ａが、ロッド４０１をその軸周りに囲むように形成されているので、前述したロッド４０１同士の磁気の干渉を防止できる以外に、さらにロッド４０１と装置外部のマグネットや磁性体等との間の磁気の干渉も防止することができ、動作がより高精度に安定して行える。従って、アクチュエータユニット４５０の配置の自由度が増す。

また、前記長手方向に直交する断面において、ロッド４０１がその周囲を囲む壁部４３３Ａから等距離の位置に配置されているので、ロッド４０１のマグネット４０３が周囲の壁部４３３Ａに均一に引き付けられることになる。このため、その軸周りのうち所定の方向に引き付けられてしまうことが防止される。従って、ロッド４０１の動作がさらに高精度に安定して行われる。

また、これらのアクチュエータ４１０の前記長手方向に沿う端部に、一体型の磁気遮蔽部材４３３が配置されることから、比較的容易に組み立てが行えるとともに、製造やメンテナンスが容易になる。

また、このような構成によれば、磁気遮蔽部材４３３の形状の自由度が増す。すなわち、従来のように、フォーサ４０２の外周面に対応した壁部４３３Ａの配置や形状とする必要はなく、壁部４３３Ａを所望の形状に形成することができる。従って、例えば、各ロッド４０１に個々に対応した壁部４３３Ａの形状を設定することが可能である。また、壁部４３３Ａとロッド４０１との隙間を小さく設定することもできる。よって、ロッド４０１からの磁気漏れを確実に防止できる。

また、磁気遮蔽部材４３３が、複数のアクチュエータ４１０の前記長手方向に沿う端部に着脱可能とされているので、磁気遮蔽部材４３３を、種々の要望に対応して簡便に交換できる。

尚、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、磁気遮蔽部材４３３の壁部４３３Ａが、前記断面において矩形状とされているとともに、ロッド４０１をその軸周りに囲むように形成されているとしたが、これに限定されない。

図１９Ａ、図１９Ｂは、磁気遮蔽部材４３３の変形例を示している。
図１９Ａに示す例では、磁気遮蔽部材４３３の壁部４３３Ａが、隣り合うロッド４０１同士の間にのみ設けられている。すなわち、アクチュエータユニット４５０の水平方向に沿う端部に配置されたアクチュエータ４１０におけるロッド４０１の前記水平方向外側には、壁部４３３Ａが設けられていなくてもよい。

図１９Ｂに示す例では、磁気遮蔽部材４３３には、前記長手方向に貫通する複数の丸孔が形成されている。これらの丸孔は、各ロッド４０１に対応して形成されており、この場合、隣り合う丸孔同士の間の部分が壁部４３３Ａとされる。詳しくは、隣り合う丸孔の内周面において、互いに背向配置される凹曲面同士の間の部分が、壁部４３３Ａとされる。この場合、壁部４３３Ａがロッド４０１の外周面の形状に対応するように形成されるので、前述した磁気漏れをより確実に防止できる。

［本発明の実施形態の応用例］
図２０に本発明の実施形態の応用例としてのリニアモータの位置検出システムを示す。この位置検出システムは、リニアモータ５１１と、リニアモータ５１１のロッド５０１の位置を検出する磁気センサ５１２と、磁気センサ５１２が出力する信号を内挿処理する位置検出回路５１３と、を備える。位置検出回路５１３が出力する位置の信号は、リニアモータ５１１のドライバ５１４に出力される。ドライバ５１４には、リニアモータ５１１を制御するのに適した形態をした電力を供給するＰＷＭインバータ（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの電力変換器、並びに位置検出回路５１３からの信号及び上位コンピュータからの指令によって電力変換器を制御する制御器が組み込まれる。磁気センサ５１２と位置検出回路５１３とは、エンコーダケーブル５１５によって接続される。リニアモータ５１１のコイルとドライバの電力変換器とは、動力ケーブル５１６によって接続される。

図２１は、リニアモータ５１１の斜視図（一部断面図）を示す。このリニアモータ５１１は、コイル収容ケース５０２に対してロッド５０１が軸線方向に移動するロッドタイプリニアモータである。例えば、ロッド５０１の先端にチップ状の電子部品などを取り付け、電子部品を基板上の所定の位置にマウントするのに用いられる。リニアモータ５１１は一軸のみで使用されてもよいし、作業効率を上げるための多軸のアクチュエータとして、複数個並べて使用されてもよい。

コイル収容ケース５０２内には、複数のコイル５０４が積層される。コイル収容ケース５０２の両端面それぞれには、エンドケース５０９が取り付けられる。エンドケース５０９には、ロッド５０１の直線運動を案内するための軸受であるブッシュ５０８が取り付けられる。尚、これらのエンドケース５０９のうち、下側に配置されるエンドケース５０９が前記位置検出ヘッド５０９とされる。

ロッド５０１は、例えばステンレス等の非磁性材からなり、パイプのように中空の空間を有する。ロッド５０１の中空空間には、円柱状の複数のマグネット５０３（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように積層される。すなわちＮ極とＮ極が、Ｓ極とＳ極とが対向するように積層される。マグネット５０３の間には、例えば鉄等の磁性体からなるポールシュー５０７（磁極ブロック）が介在される。ロッド５０１は、積層されたコイル５０４内を貫通すると共に、コイル収容ケース５０２に軸線方向に移動可能に支持される。

図２１に示されるように、磁気センサ収容ケースであるエンドケース５０９の一方には、ロッド５０１の位置を検出するための磁気センサ５１２が取り付けられる。磁気センサ５１２は、ロッド５０１から所定のすきまを開けて配置され、ロッド５０１の直線運動によって生ずるロッド５０１の磁界の方向（磁気ベクトルの方向）の変化を検出する。

本発明に係るアクチュエータ及びアクチュエータユニットによれば、装置の外部への磁気漏れ及び隣接するアクチュエータのロッド同士における磁気の干渉を防止でき、動作が高精度に行えるとともに、推力が安定して確保される。

１０１ ロッド
１０１Ａ 磁性領域
１０１Ｂ 非磁性領域
１０２ フォーサ
１０３ マグネット
１０４ コイル
１１０ アクチュエータ
１１７ スプライン軸
１１７Ａ スプライン溝
１１８ ボールスプラインナット
１２０ ヨーク
１５０ アクチュエータユニット
Ｌ１、Ｌ２ ヨークの内周面からロッドの中心軸までの距離
Ｏ ロッドの中心軸
２０１ ロッド
２０２ フォーサ
２０４ コイル
２１０ アクチュエータ
２３３ コイルばね（伸縮部材）
２３４ テレスコピック構造（伸縮部材）
２３４Ａ、２３４Ｂ、２３４Ｃ 筒
２５０ アクチュエータユニット
３０１ ロッド
３０２ フォーサ
３０３ マグネット
３０４ コイル
３０９ 位置検出ヘッド（位置検出手段）
３１０ アクチュエータ
３１２ 磁気センサ
３１７ スプライン軸
３１７Ａ スプライン溝
３１８ ボールスプラインナット
３２０ ヨーク
３５０ アクチュエータユニット
４０１ ロッド
４０２ フォーサ
４０４ コイル
４１０ アクチュエータ
４２０ ヨーク
４３３ 磁気遮蔽部材
４３３Ａ 壁部
４５０ アクチュエータユニット
５０１ ロッド
５０２ コイル収容ケース
５０３ マグネット
５０４ コイル
５０９ エンドケース
５１１ リニアモータ
５１２ 磁気センサ
５１３ 位置検出回路
５１４ ドライバ
５１５ エンコーダケーブル
５１６ 動力ケーブル

Claims (4)

1. マグネットを有するロッドと、前記ロッドを囲むコイルを含むフォーサと、を備え、
   前記マグネットの磁界と前記コイルに流れる電流とによって、前記ロッドと前記フォーサとを前記ロッドの長手方向に沿って相対移動させるアクチュエータであって、
   前記ロッドの長手方向に沿う端部が、前記フォーサから突出して配置されるとともに、磁性材料からなる伸縮部材に囲まれ、
   前記伸縮部材は、前記端部と前記フォーサとに連結されるとともに、前記ロッドの相対移動に伴い連動して、前記長手方向に沿って伸縮するアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のアクチュエータであって、
   前記伸縮部材は、コイルばねからなるアクチュエータ。
3. 請求項１に記載のアクチュエータであって、
   前記伸縮部材は、複数の筒が互いに径方向に重なり合うように同心状に配設されたテレスコピック構造を有するアクチュエータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
   前記ロッドの端部は、その長手方向に沿う両側で前記フォーサから突出し、
   前記伸縮部材は、前記ロッドの両端部を囲んでいるアクチュエータ。

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