KR101023564B1

KR101023564B1 - 리니어 모터 액튜에이터

Info

Publication number: KR101023564B1
Application number: KR1020057017778A
Authority: KR
Inventors: 아끼히로 데라마찌; 도시유끼 아소; 요시노부 다나까; 히로시 가네시게; 유안준 슈
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2011-03-21
Also published as: TWI233249B; TW200427186A; EP1615322A4; US20060232141A1; US7456526B2; JP4259978B2; KR20050115924A; EP1615322A1; CN1765046B; WO2004086597A1; EP1615322B1; JP2004312983A; CN1765046A

Abstract

궤도 레일이 슬라이더의 안내 통로를 갖고 채널 형상으로 형성되는 한편, 이 안내 통로 내를 이동하는 테이블 구조체는 상기 안내 통로 내를 전후하면서 이동하는 한 쌍의 슬라이더와, 이들 슬라이더를 소정의 간격을 두고 서로 연결하는 동시에 가동체의 부착면이 형성된 결합 천정판을 구비하고, 한 쌍의 슬라이더 사이에는 리니어 모터를 구성하는 전기자를 수용하는 한편, 궤도 레일에는 안내 통로에 면하여 리니어 모터의 계자 마그넷을 배치하고, 리니어 모터를 구성하는 전기자 및 계자 마그넷이 리니어 가이드를 구성하는 테이블 구조체 및 궤도 레일과 완전히 일체화되고, 게다가 리니어 가이드의 내부에 전부 수납되도록 구성하였다.

궤도 레일, 테이블 구조체, 슬라이더, 결합 천정판, 계자 마그넷, 전기자

Description

리니어 모터 액튜에이터{LINEAR MOTOR ACTUATOR}

본 발명은, 리니어 가이드를 이용하여 테이블 등의 가동체를 베드 등의 고정부에 대해 왕복 이동 가능하게 지지하는 동시에, 리니어 모터의 발생하는 추진력 및 브레이크력을 이용하여 상기 가동체를 고정부에 대해 반복 위치 결정하는 것이 가능한 리니어 모터 액튜에이터에 관한 것으로, 상세하게는 상기 리니어 모터와 리니어 가이드를 콤팩트하게 일체화하기 위한 개량에 관한 것이다.

테이블 등의 가동체에 대해 직선 운동을 부여하는 동시에, 이러한 가동체를 소정의 위치에 정지시키는 리니어 액튜에이터는, 공작 기계의 각종 테이블, 산업용 로봇의 주행부, 각종 반송 장치 등에 다용되어 있다. 종래, 이러한 종류의 리니어 액튜에이터에 있어서 상기 가동체에 추진력 및 브레이크력을 부여하는 구동 수단으로서는, 볼 나사를 이용하여 모터의 회전을 직선 운동으로 변환하도록 구성한 것이나, 한 쌍의 풀리에 권취된 무단 형상의 타이밍 벨트를 이용하여 모터의 회전을 직선 운동으로 변환하도록 구성한 것이 알려지고 있지만, 최근에 있어서는 상기 구동 수단으로서 리니어 모터를 이용한 액튜에이터, 즉 리니어 모터 액튜에이터가 여러 가지 등장하고 있다.

가장 일반적인 리니어 모터 액튜에이터로서는, 베드나 컬럼 등의 고정부 상 에 한 쌍의 리니어 가이드를 이용하여 상기 가동체를 왕복 이동 가능하게 지지하는 동시에, 리니어 모터를 구성하는 고정자 및 가동자를 서로 대향하도록 하여 고정부 및 가동체에 각각 부착한 것이 알려져 있다(일본 특허 공개 평10-290560호 공보 등). 구체적으로는, 상기 고정부에 대해 리니어 가이드의 궤도 레일을 배치하는 동시에 상기 궤도 레일과 평행하게 리니어 모터의 고정자를 부착하는 한편, 상기 가동체에는 리니어 가이드의 슬라이더 및 리니어 모터의 가동자를 부착하고, 가동체측의 슬라이더를 궤도 레일에 조립 부착함으로써 상기 가동체를 고정부 상에서 왕복 이동 가능하게 지지하는 동시에, 고정부측의 고정자와 가동체측의 가동자를 서로 대향시키도록 하고 있다.

리니어 모터 액튜에이터에서는, 가동체의 이동 정밀도를 확보하기 위해 리니어 가이드의 궤도 레일과 리니어 모터의 고정자와의 평행도가 중요하고, 또한 충분한 추진력을 발휘시키기 위해서는 리니어 모터의 고정자와 가동자를 소정의 에어 갭으로 대향시키는 것도 중요하다. 그러나, 전술한 바와 같이 리니어 가이드와 리니어 모터가 완전히 분리되거나 리니어 모터 액튜에이터는, 이러한 점을 고려하여 조립하는 것이 매우 곤란하며, 게다가 시간이 걸리는 작업이었다.

또한, 리니어 모터로서 대표적인 것은 영구 자석을 이용한 계자 마그넷과 코일이 권취된 전기자로 구성되는 소위 동기 모터이지만, 이 동기 모터로서는 전기자에 자성체로 형성된 코어를 갖는 코어 부착 타입과, 이러한 코어를 구비하지 않은 코어리스 타입이 존재한다. 큰 추진력을 얻는다는 관점으로 하면 코어 부착 타입이 유용하지만, 이러한 코어가 존재하므로 전기자에 전류를 통전하고 있지 않은 경 우라도, 전기자와 계자 마그넷 사이에 추진력의 수배에 상당하는 자기 흡인력이 작용하고 있다. 이로 인해, 코어 부착 타입의 리니어 모터를 채용하는 경우, 전술의 조립 작업은 점점 곤란하다.

한편, 리니어 가이드와 리니어 모터가 일체화되거나 리니어 모터 액튜에이터로서는, 일본 특허 공개 평5-227729호 공보나 일본 특허 공개 제2001-25229호 공보에 개시되는 것이 공지이다. 전자의 일본 특허 공개 평5-22729호에 개시되는 리니어 모터 액튜에이터에서는, 궤도 레일에 대해 길이 방향에 따른 오목 홈을 형성하는 동시에, 이 오목 홈 내에 전기자를 수용하고 있고, 슬라이더는 상기 궤도 레일을 걸치는 새들 형상으로 형성되어 있다. 이러한 슬라이더에는 궤도 레일측의 전기자와 대향하는 위치에 계자 마그넷이 고정되어 있고, 상기 전기자에 전류를 통전하면, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 계자 마그넷을 탑재한 슬라이더에 추진력이 작용하고, 이러한 슬라이더가 궤도 레일에 따라서 이동하도록 되어 있다. 즉, 이 리니어 액튜에이터는 계자 마그넷을 가동자로 하는 가동 자석형의 리니어 모터 액튜에이터이다.

그러나, 가동 자석형의 리니어 모터 액튜에이터에서는, 궤도 레일의 전체 길이에 걸쳐 전기자를 마련할 필요가 있고, 또한 액튜에이터의 분해능을 고정밀도로 설정하기 위해서는 전기자 코일을 세분화할 필요가 있고, 슬라이더의 스트로크 길이를 길게 설정하였을 때에, 전기자 코일의 제작에 수고를 가하고, 게다가 비용이 높아지는 등의 문제점이 있다.

반대로, 후자의 일본 특허 공개 제2001-25229호 공보에 개시되는 리니어 모 터 액튜에이터는 전기자가 슬라이더와 함께 이동하는 소위 가동 코일형이다. 즉, 계자 마그넷은 리니어 가이드의 궤도 레일에 대해 직접 고정되는 한편, 전기자는 슬라이더에 탑재되어 있고, 전기자에 전류를 통전하여 전기자 코일을 여자하면, 이러한 전기자를 탑재한 슬라이더가 궤도 레일에 따라서 이동한다.

그러나, 이 리니어 모터 액튜에이터에서는 전기자 및 계자 마그넷이 각각 리니어 가이드의 슬라이더 및 궤도 레일에 고정은 되어 있지만, 궤도 레일이나 슬라이더에 내장되는 일 없이 외부에 고정되어 있고, 액튜에이터 그자체가 대형화되어 버리는 등의 문제점이 있었다. 또한, 수송 작업이나 베드 등의 고정부로의 부착 작업할 때에, 계자 마그넷이나 전기자를 주변 기기에 접촉하여 파손시켜 버릴 위험성도 있다.

본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 테이블 등의 가동체에 대해 큰 추진력을 부여할 수 있는 동시에, 리니어 가이드와 리니어 모터가 일체로 조합하여 콤팩트하게 구성되어 있고, 저렴하게 제작할 수 있는 동시에 취급도 용이한 리니어 모터 액튜에이터를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하는 본 발명의 리니어 모터 액튜에이터는 고정 베이스부와 이 고정 베이스부로부터 세워 설치한 한 쌍의 측벽부를 갖는 동시에, 이들 고정 베이스부 및 측벽부에 의해 둘러싸인 안내 통로를 구비하여 채널 형상으로 형성되고, 각 측벽부에는 상기 안내 통로에 면한 볼 구름 이동 홈이 형성된 궤도 레일과, 상기 볼 구름 이동 홈을 구름 이동하는 다수의 볼을 구비하는 동시에 이들 볼이 순환하는 무한 순환로를 구비하고, 이들 볼을 통해 상기 궤도 레일의 한 쌍의 측벽 사이에 조립 부착되고 상기 궤도 레일의 안내 통로 내를 자유자재로 이동하는 테이블 구조체와, 상기 궤도 레일의 길이 방향에 따라서 N극 및 S극이 교대로 배열되는 동시에, 이러한 궤도 레일에 고정된 계자 마그넷과, 이 계자 마그넷과 대향하도록 상기 테이블 구조체에 장착되고, 이러한 계자 마그넷과 함께 리니어 모터를 구성하고, 상기 테이블 구조체에 대해 궤도 레일의 길이 방향에 따른 추진력 또는 브레이크력을 미치는 전기자를 구비하고 있다.

상기 테이블 구조체는, 상기 볼의 무한 순환로를 구비하는 동시에 상기 궤도 레일의 안내 통로 내를 전후하면서 이동하는 한 쌍의 슬라이더와, 이들 슬라이더를 소정의 간격을 두고 서로 연결하는 동시에 가동체의 부착면이 형성된 결합 천정판을 구비하고 있다. 한 쌍의 슬라이더는 간격을 두고 상기 결합 천정판으로 연결되기 때문에, 궤도 레일의 안내 통로 내에는 이들 슬라이더 사이에 공간이 형성되게 되지만, 이 공간은 상기 전기자의 수용 공간으로서 기능한다. 또한, 상기 전기자는, 한 쌍의 슬라이더 사이에 있어서 상기 결합 천정판에 고정되어 궤도 레일의 안내 통로 내에 위치하는 동시에, 상기 궤도 레일의 길이 방향에 따라서 소정의 피치로 복수의 슬롯 및 치부가 형성된 빗살 형상의 전기자 코어와, 상기 슬롯을 매립하도록 하여 상기 전기자 코어의 치부에 권취된 코일을 구비하고 있다. 즉, 상기 전기자는 결합 천정판으로부터 현수되도록 하여 궤도 레일의 안내 통로 내에 배치되어 있고, 환언하면 한 쌍의 슬라이더를 연결하는 결합 천정판이 상기 안내 통로의 덮개가 되고, 전기자를 안내 통로 내에 밀폐한 구조로 되어 있다. 즉, 본 발명에서는 리니어 모터를 구성하는 전기자가 완전히 궤도 레일의 안내 통로 내에 수용되어 있고, 이러한 전기자가 외부에 대해 일체 노출되지 않는 구조를 채용하고 있다. 또한, 이 전기자와 함께 리니어 모터를 구성하는 계자 마그넷은, 상기 궤도 레일의 고정 베이스부를 요오크로 하고, 궤도 레일의 안내 통로 내에 수용된 전기자 코어와 대향하는 위치에 배치되어 있다. 이로 인해, 본 발명의 리니어 모터 액튜에이터에서는 리니어 모터를 구성하는 전기자 및 계자 마그넷이 리니어 가이드를 구성하는 테이블 구조체 및 궤도 레일과 완전히 일체화되어 있고, 게다가 리니어 가이드의 내부에 모두 수납되어 있으므로, 매우 콤팩트하게 구성되어 있다. 또한, 리니어 모터가 채널 형상으로 형성된 궤도 레일의 외부로 노출되지 않기 때문에, 수송 작업이나 부착 작업에 있어서의 취급이 매우 용이하다.

또한, 상기 전기자는 테이블 구조체의 결합 천정판에 대해 직접 고정되는 한편, 계자 마그넷도 궤도 레일의 고정 베이스부 상에 배치할 뿐이며, 이들을 테이블 구조체나 궤도 레일에 부착하기 위한 특별한 브래킷 등을 일체 필요로 하지 않으므로, 매우 저렴하게 제작할 수 있는 것이다.

게다가, 본 발명의 리니어 모터 액튜에이터에서는 결합 천정판의 길이를 적절하게 변경함으로써, 한 쌍의 슬라이더의 간격을 임의로 설정할 수 있으므로, 사용 용도에 대조하여 테이블 구조체에 요구되는 추진력을 확보하기 위해, 궤도 레일의 길이 방향에 있어서의 전기자의 세트 수를 적절하게 변경하는 것이 가능하고, 테이블 구조체의 추진력의 과부족에 대해 유연하게 대응하는 것이 가능해진다.

테이블 구조체에 부여하는 추진력 및 브레이크력을 충분히 확보하기 위해, 상기 전기자는 자성체로 이루어지는 전기자 코어를 구비하고 있다. 이 전기자 코어에는 궤도 레일의 길이 방향, 바꿔 말하면 테이블 구조체의 이동 방향에 따라서 소정의 피치로 복수의 슬롯 및 치부가 교대로 형성되어 있지만, 이들 치부의 형성 피치의 일례로서는, 계자 마그넷에 있어서의 자극의 반복 주기를 λ로 한 경우, λn/4(n : 정수)로 설정하는 것이 생각된다.

한편, 상기 테이블 구조체를 구성하는 한 쌍의 슬라이더는 궤도 레일의 안내 통로 내를 이동하면서 테이블 등의 가동체를 지지하기 위해, 큰 강성을 갖고 있는 것이 필요하며, 통상은 베어링 강 등의 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 이로 인해, 계자 마그넷을 궤도 레일의 안내 통로에 면하도록 마련하면, 이러한 계자 마그넷의 자력이 슬라이더에 작용해 버리고, 상기 안내 통로 내에서 슬라이더를 이동시켰을 때에, 상기 슬라이더의 이동에 대해 단속적인 저항이 작용한다. 이는 코깅이라 불리는 현상이고, 계자 마그넷에 배열되어 있는 복수의 자극과 슬라이더와의 위치 관계를 원인으로서 발생한다. 이 코깅의 영향이 크면, 테이블 구조체의 이동 속도나 가속도가 변동하고, 궤도 레일 상에 있어서의 테이블 구조체의 정지 위치 정밀도에도 영향이 생기므로, 이러한 코깅은 가능한 한 작은 것이 필요하다. 따라서, 이러한 관점으로 하면, 상기 슬라이더의 하면, 즉 상기 궤도 레일의 고정 베이스부와 대응하는 면에는, 이러한 슬라이더의 이동 방향에 따라서 복수의 슬롯 및 이를 교대로 형성하고, 이러한 면을 전체로서 빗살 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 슬롯 및 이를 슬라이더로 형성하면, 그 형성 피치를 조정함으로써, 계자 마그넷이 슬라이더를 그 이동 방향으로 흡인하는 자력을, 완전하지 않다고 해도 대략 캔슬하는 것이 가능해지고, 코깅의 발생을 저감할 수 있는 것이다.

이때, 슬라이더에 대한 슬롯 및 치부의 형성 피치는 적절하게 조정하여 지장이 없지만, 전기자 코어로 형성된 슬롯 및 치부의 형성 피치도 코깅을 억제하도록 형성되어 있으므로, 상기 슬라이더의 슬롯 및 치부의 형성 피치도 전기자 코어의 슬롯 및 치부의 형성 피치와 마찬가지로, λn/4(n : 정수)로 설정하는 것이 좋고, 또한 전기자 코어의 치부와 폭 방향으로 인접시키는 것이 바람직하다.

또한, 전기자 코어에 있어서의 슬롯 및 치부의 형성 피치를 λn/4(n : 정수)로 설정해도, 이러한 전기자 코어와 계자 마그넷과의 위치 관계로부터 생기는 코깅을 완전하게는 배제하는 것이 가능하지 않다. 덧붙여, 전술한 바와 같이 슬라이더 그 자체도 계자 마그넷과의 위치 관계로부터 코깅을 발생시키고 있다. 따라서, 이러한 관점으로 하면 전기자를 테이블 구조체의 결합 천정판에 고정하기 위한 고정 수단은, 이러한 결합 천정판에 대한 전기자의 고정 위치를 테이블 구조체의 이동 방향에 따라서 자유자재로 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 결합 천정판에 대한 전기자의 고정 위치를 테이블 구조체의 이동 방향에 따라서 미조정함으로써, 슬라이더를 원인으로서 발생하는 코깅과 전기자 코어를 원인으로서 발생하는 코깅이 서로 부정하는 고정 위치를 찾아내는 것이 가능해지고, 그와 같은 위치에서 전기자를 결합 천정판에 고정함으로써, 리니어 모터를 리니어 가이드에 조립하였을 때에 생기는 코깅을 대략 완전하게 해소하는 것이 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 리니어 모터 액튜에이터에 따르면, 리니어 모터를 구성하는 전기자 및 계자 마그넷이 리니어 가이드를 구성하는 슬라이더 및 궤도 레일과 완전히 일체화되고, 리니어 가이드의 내부에 모두 수납되어 있으므로, 매우 조밀하게 구성되어 있고, 게다가 리니어 모터가 채널 형상으로 형성된 궤도 레일의 외부로 노출되지 않기 때문에, 수송 작업이나 부착 작업에 있어서의 취급이 매우 용이하다. 또한, 상기 전기자는 테이블 구조체의 결합 천정판에 대해 직접 고정되는 한편, 계자 마그넷도 궤도 레일의 고정 베이스부 상에 배치할 뿐이며, 이들을 테이블 구조체나 궤도 레일에 부착하기 위한 특별한 블래킷 등을 일체 필요로 하지 않으므로, 매우 저렴하게 제작하는 것이 가능하다.

도1은 본 발명을 적용한 리니어 모터 액튜에이터의 제1 실시예를 도시하는 사시도이다.

도2는 도1의 II-II선 단면도이다.

도3은 제1 실시예에 관한 리니어 모터 액튜에이터에 있어서의 볼 무한 순환로를 도시한 평면 단면도이다.

도4는 제1 실시예에 관한 리니어 모터 액튜에이터에 사용되고 있는 스페이서 벨트를 도시하는 평면도이다.

도5는 제1 실시예에 관한 리니어 모터 액튜에이터에 사용되고 있는 스페이서 벨트를 도시하는 측면도이다.

도6은 제1 실시예에 관한 전기자 및 계자 마그넷을 궤도 레일의 길이 방향에 따라서 절단한 종단면도이다.

도7은 전기자 코어와 계자 마그넷과의 위치 관계를 도시하는 확대도이다.

도8은 제1 실시예에 관한 슬라이더를 도시하는 바닥면도이다.

도9는 본 발명을 적용한 리니어 모터 액튜에이터의 제2 실시예를 도시하는 단면도이며, 궤도 레일 내에 있어서의 슬라이더를 그 이동 방향과 직교하는 방향에 따라서 절단한 단면도이다.

도10은 궤도 레일 상에 있어서의 계자 마그넷의 배열 형태의 다른 예를 도시하는 평면도이다.

도11은 계자 마그넷의 배열 형태의 차이에 있어서의 코깅력의 발생을 비교한 그래프이다.

도12는 전기자 코어 치부의 선단부면의 형상이 다른 예를 도시하는 확대도이다.

도13은 전기자 코어 치부의 선단부면의 형상의 차이에 있어서의 코깅력의 발생을 비교한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 궤도 레일

2 : 가동체

3 : 테이블 구조체

3a, 3b : 슬라이더

3c : 결합 천정판

4 : 계자 마그넷

5 : 전기자

10 : 고정 베이스부

11 : 측벽부

30 : 베어링부

31 : 천정판부

50 : 전기자 코어

51 : 코일

52 : 치부

이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명의 리니어 모터 액튜에이터를 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명을 적용한 리니어 모터 액튜에이터의 제1 실시예를 도시하는 것이다. 이 리니어 모터 액튜에이터는, 채널 형상으로 형성된 궤도 레일(1)과, 제어 대상인 가동체를 탑재하는 동시에 상기 궤도 레일(1)에 따라서 이동 가능한 테이블 구조체(3)와, 상기 궤도 레일(1)에 배치된 자계 마그넷(4)과, 상기 테이블 구조체(3)에 탑재되는 동시에 상기 자계 마그넷(4)과 함께 리니어 모터를 구성하는 전기자(5)로 구성되어 있고, 상기 테이블 구조체(3)에 탑재된 전기자(5)를 여자함으로써 상기 테이블 구조체(3)를 궤도 레일(1)에 따라서 추진하고, 소정의 위치에 정지시킬 수 있게 구성되어 있다.

상기 궤도 레일(1)은 도시하지 않은 볼트에 의해 베드 등의 고정부에 부착되는 고정 베이스부(10)를 갖는 동시에, 이 고정 베이스부(10)로부터 수직 상승한 한 쌍의 측벽부(11, 11)를 갖고, 이들 고정 베이스부(10) 및 측벽부(11)에 의해 둘러싸인 공간이 오목 홈 형상의 안내 통로(12)로 되어 있다. 상기 테이블 구조체(3)는 이 안내 통로(12)에 따라서 왕복 이동한다. 또한, 안내 통로(12)에 면한 각 측벽부(11)의 내측면에는 상하로 2조의 볼 구름 이동 홈(13)이 형성되어 있고, 이 볼 구름 이동 홈(13)은 궤도 레일(1)의 길이 방향(종이면 수직 방향)에 따라서 형성되어 있다.

한편, 상기 테이블 구조체(3)는, 상기 궤도 레일의 안내 통로 내에 배치되는 동시에, 이 안내 통로 내를 자유자재로 왕복 이동하는 한 쌍의 슬라이더(3a, 3b)와, 이들 슬라이더(3a, 3b)를 소정의 간격을 두고 서로 연결하는 결합 천정판(3c)으로 구성되어 있다. 이러한 결합 천정판(3c)은 긴 변을 궤도 레일(1)의 길이 방향에 합치시킨 대략 장방 형상으로 형성되어 있고, 길이 방향의 양단부에는 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에 위치하고 있는 슬라이더(3a, 3b)가 각각 고정되는 한편, 결합 천정판(3c) 그 자체는 상기 슬라이더(3a, 3b)에 탑재되어 궤도 레일(1)의 안내 통로(12)의 외측에 위치하고 있다. 또, 상기 결합 천정판(3c)에 고정된 한 쌍의 슬라이더(3a, 3b) 사이에는 상기 전기자(5)가 마련되어 있고, 이러한 전기자(5)는 결합 천정판(3c)으로부터 현수되어 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에 위치하고 있다.

도2는 상기 궤도 레일(1) 및 슬라이더(3a, 3b)의 단면도를 도시하는 것이다. 상기 슬라이더(3a, 3b)는 대략 직사각 형상으로 형성되어 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에 배치되어 있지만, 적어도 일부가 궤도 레일(1)의 안내 통로(12)로부터 외부로 돌출되어 있고, 궤도 레일(1)의 측벽부(11)의 상단부보다도 상방에 위치하는 정상면에는 상기 결합 천정판(3c)의 부착면(33)이 형성되어 있다. 이 슬라이더(3a, 3b)는 볼(6)이 순환하는 무한 순환로를 좌우 2열씩, 합계 4열 구비하고 있고, 각 무한 순환로가 궤도 레일(1)의 측벽부(11)로 형성된 볼 구름 이동 홈(13)에 대응하고 있다.

도3은 상기 슬라이더의 볼 무한 순환로를 도시하는 평면도이다. 상기 슬라이더(3a, 3b)는, 베어링 강 등의 금속 블록으로 이루어지는 베어링 글레이스(34)와, 상기 슬라이더(3)의 이동 방향에 관해서 베어링 글레이스(34)의 전후 양단부면에 고정되는 한 쌍의 합성 수지 엔드 캡(35)으로 구성되어 있다. 각 무한 순환로는, 상기 베어링 글레이스(34)의 외측면으로 형성된 부하 구름 이동 홈(36)과, 이 부하 구름 이동 홈(36)과 평행하게 베어링 글레이스(34)로 형성된 볼 복귀 구멍(37)과, 상기 엔드 캡(35)으로 형성된 U자 형상의 방향 전환로(38)로 구성되어 있고, 다수의 볼(6)이 하중을 부하하면서 궤도 레일(1)의 볼 구름 이동 홈(13)과 베어링 글레이스(34)의 부하 구름 이동 홈(36) 사이를 구름 이동하도록 구성되어 있다. 또한, 부하 구름 이동 홈(36)을 전주 완료한 볼(6)은 한 쪽 엔드 캡(35)의 방향 전환로(38)로 진입하여 하중으로부터 해방된 후, 무부하 상태로 볼 복귀 구멍(37)을 구름 이동하고, 또한 다른 쪽의 엔드 캡(35)의 방향 전환로(38)를 구름 이동함으로써, 다시 베어링 글레이스(34)의 부하 구름 이동 홈(36)으로 순환하도록 되어 있다. 한편, 볼 복귀 구멍(37)을 무부하 상태의 볼(6)이 구름 이동하면, 이러한 볼 복귀 구멍(37)의 내주면과 볼(6)이 접촉하여 소음이 발생해 버리므로, 볼 복귀 구멍(37)의 내주면은 합성 수지에 의해 피복되어 있다.

상기 볼(6)은, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이 합성 수지로 형성된 가요성의 스페이서 벨트(7)에 소정의 간격으로 배치되어 있고, 이 스페이서 벨트(7)와 함께 슬라이더(3a, 3b)의 각 무한 순환로에 조립된다. 이 스페이서 벨트(7)에는 서로 인접하는 볼끼리 이격시키도록 하여 스페이스 시트부(70)가 마련되어 있고, 이들 볼(6)이 무한 순환로 내를 순환하면서 서로 접촉하는 것을 방지하고 있다. 또한, 전후하는 한 쌍의 스페이스 시트부(70) 사이에는 볼(6)의 수용 구멍이 형성되고, 거기에 볼(6)이 수용되어 있다. 이에 의해, 슬라이더(3a, 3b)가 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내를 고속으로 이동해도, 무한 순환로 내에 있어서의 볼끼리의 접촉음이 생기지 않으므로, 슬라이더(3a, 3b)의 고속 이동에 수반하는 소음의 발생을 억제할 수 있는 외, 무한 순환로 내에 있어서의 볼(6)의 사행이 방지되어 궤도 레일(1)에 대한 슬라이더(3a, 3b)의 원활한 이동, 나아가서는 테이블 구조체(3)의 원활한 이동이 확보되어 있다.

이와 같이 구성된 슬라이더(3a, 3b)는 볼(6)을 통해 상기 궤도 레일(1)의 한 쌍의 측벽(11, 11) 사이에 끼워지도록 하여 상기 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에 배치되어 있고, 볼(6)이 궤도 레일(1)의 볼 구름 이동 홈(13)을 구름 이동함으로써, 이러한 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 자유자재로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다. 이 때, 궤도 레일(1)은 안내 통로(12)를 둘러싸도록 하여 채널 형상으로 형성되어 있으므로 매우 강성이 높고, 또한 상기 테이블 구조체(3)도 한 쌍의 슬라이더(3a, 3b)에 의해 안내되어 있으므로 궤도 레일(1)에 대해 높은 강성을 구 비하여 있고, 이러한 테이블 구조체(3)를 궤도 레일(1)에 따라서 고정밀도로 왕복 이동시킬 수 있는 것이다.

다음에, 리니어 모터를 구성하는 계자 마그넷 및 전기자에 대해 설명한다.

상기 계자 마그넷(4)은, 도1에 도시된 바와 같이 궤도 레일(1)의 고정 베이스(10) 상에 배치되고, 상기 슬라이더(3a, 3b)가 왕복 이동하는 안내 통로(12)에 면하고 있다. 즉, 이러한 고정 베이스(10)가 계자 마그넷(4)의 요오크로서 기능하고 있다. 각 계자 마그넷(4)은 영구 자석으로 이루어지고, 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 N극 및 S극이 소정의 피치로 교대로 배열되어 있다. 이들 계자 마그넷(4)은 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에 있어서의 슬라이더(3a, 3b)의 이동 방향과 평행하게 배열되어 있을 필요가 있고, 이로 인해 궤도 레일(1)의 고정 베이스(10) 상에는 볼 구름 이동 홈(13)과 평행하게 오목 홈(14)이 형성되고, 상기 계자 마그넷(4)은 이 오목 홈(14)에 끼워 넣도록 하여 궤도 레일(1)에 고정되어 있다.

한편, 도6은 테이블 구조체에 부착된 전기자(5)와 상기 계자 마그넷(4)과의 위치 관계를 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 도시한 종단면도이다. 이러한 전기자(5)는, 상기 결합 천정판(3c)에 대해 볼트(39)로 고정되는 전기자 코어(50)와, 이 전기자 코어(50)에 권취된 코일(51)로 구성되어 있다. 상기 전기자 코어(50)에는 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 소정의 피치로 복수의 슬롯이 형성되어 있고, 전체로서 빗살 형상으로 형성되어 있다. 이 전기자 코어(50)에는 전후로 슬롯이 형성된 치부(52)가 12개 형성되어 있고, 상기 코일(51)은 각 슬롯을 매립하도록 하여 전기자 코어(50)의 각 치부(52)에 권취되어 있다. 이들 12개의 치부(52)에 대해, 상기 코일(51)은 (u1, u2, u3, u4), (v1, v2, v3, v4), (w1, w2, w3, w4)의 3상에 권취되어 있고, 이들 3상의 코일(51)을 여자함으로써, 전기자(5)와 계자 마그넷(4) 사이에 흡인자력 및 반발자력이 발생하고, 상기 전기자(5)를 탑재한 테이블 구조체(3)에 대해 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따른 추진력 또는 브레이크력을 작용시킬 수 있게 되어 있다.

3상에 권취된 코일(51)에 대한 인가 전류는 궤도 레일(1)의 외측에 부착된 위치 검출 장치(8)의 검출 신호에 따라서 결정된다(도2 참조). 궤도 레일(1)의 측벽부(11)의 외측면에는 소정의 피치로 러더 패턴이 반복 그려진 리니어 스케일(80)이 고정되는 한편, 테이블 구조체(3)의 결합 천정판(3c)에는 상기 리니어 스케일(80)의 러더 패턴을 광학적으로 판독하는 엔코더(81)가 고정되어 있다. 각 상의 코일(51)에 대한 인가 전류를 결정하는 제어기는, 이러한 엔코더(81)의 출력 신호에 따라서 슬라이더(3)의 현재 위치 및 현재 속도를 파악하고, 목표 위치와 현재 위치와의 차이, 설정 속도와 현재 속도와의 차이에 따른 모터 전류를 발생시키고, 각 상의 코일(51)에 대해 통전한다.

리니어 모터에 의해 큰 추진력을 발생시키기 위해서는, 계자 마그넷(4)으로 발생하는 자속의 전부를 전기자(5)에 대해 작용시키는 것이 중요하고, 바꿔 말하면 전기자(5)에 작용하지 않고 주위에 흩어져 없어지는 소위 누설 자속을 적게 하는 것이 중요하다. 이로 인해, 본 실시예의 리니어 모터에서는 도7에 도시한 바와 같이 궤도 레일(1)의 길이 방향과 직교하는 방향에 있어서의 계자 마그넷(4)의 폭(a) 을, 동일 방향에 있어서의 전기자 코어(50)의 폭과 동일하게 설정하고 있다. 또한, 전기자 코어(50)의 치부(52)의 선단부와 계자 마그넷(4)과의 거리(d)를 0.9 ㎜ 정도로 설정하고 있다. 전기자(5)와 계자 마그넷(4)이 접촉하는 것은 피해야만 하므로, 상기 거리(d)는 테이블 구조체(3)에 대해 하향의 레이디얼 하중이 작용하였을 때의 상기 슬라이더(3a, 3b)의 최대 변위량에 따라서 결정하게 된다. 이에 의해, 계자 마그넷(4)의 자속이 주위에 노출되는 일 없이 전기자 코어(50)에 대해 작용하도록 하고 있다.

또한, 전기자(5)는 테이블 구조체(3)의 결합 천정판(3c)에 고정되어 있고, 이러한 결합 천정판(3c)에 대해 전기자(5)로 발생한 열에너지가 유입되면, 상기 결합 천정판부(3c)가 열팽창에 의해 변형되어 버리고, 결합 천정판부(3c)에 고정된 전기자(5)와 궤도 레일(1)측의 계자 마그넷(4)과의 거리(d)가 변동하게 된다. 결합 천정판(3c)의 열팽창에 기인한 이러한 불량을 회피하기 때문에, 상기 전기자(5)는 단열재를 통해 결합 천정판(3c)에 고정되어 있고, 장시간 연속하여 테이블 구조체(3)를 궤도 레일(1)의 안내 통로(32) 내에서 왕복 이동시킨 경우라도, 전기자(5)로 발생한 열에너지가 결합 천정판(3c)으로 유입되기 어렵게 되어 있다.

이러한 전기자 코어(50)를 구비한 리니어 모터는 큰 추진력을 용이하게 얻어지는 반면, 코일(51)에 통전하지 않고 있는 상태라도 전기자 코어(50)와 계자 마그넷(4) 사이에 자력이 작용하므로, 전기자(5)를 테이블 구조체(3)와 함께 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 이동시키면, 전기자 코어(50)의 치부(52)와 계자 마그넷(4)과의 위치 관계에 따라, 테이블 구조체(3)의 이동에 대해 단속적인 저항이 작용 하는 경향에 있다. 즉, 코깅의 발생이다. 이러한 코깅이 테이블 구조체(3)의 이동에 대해 작용하면, 코일(51)을 여자하여 테이블 구조체(3)를 추진시켰을 때에 주기적인 속도 변동이 생기게 되고, 이러한 변동이 전기 위치 검출 장치(8)를 통해 제어기로 피드백되기 때문에, 테이블 구조체(3)의 이동에 대한 제어성이 악화된다.

이로 인해, 본 실시예의 전기자 코어(50)로서는 길이 방향의 전후 양단부에 코일이 권취되어 있지 않은 한 쌍의 유사치(53, 53)를 마련하고 있다. 이러한 유사치(53)를 마련함으로써, 전기자 코어(50)를 계자 마그넷(4)의 배열 방향으로 이동시켰을 때에 생기는 코깅은 해소 혹은 경감되어 테이블 구조체(3)의 제어성은 양호한 것이 된다. 이 때, 코일(51)이 권취된 치부(52)와 유사치(53) 사이의 슬롯의 크기나, 유사치(53) 그 자체의 두께는 계자 마그넷(4)으로부터 전기자 코어(50)에 대해 작용하는 자력의 크기에 따라서 다른 것으로 된다.

한편, 테이블 구조체(3)의 슬라이더(3a, 3b)는 계자 마그넷(4)이 배열된 궤도 레일(1)의 고정 베이스부(10)와 근접하고 있고, 이러한 슬라이더(3a, 3b)는 베어링 강으로 형성된 베어링 글레이스(34)를 구비하므로, 전술한 코깅은 계자 마그넷(4)과 전기자 코어(50) 사이뿐만 아니라, 계자 마그넷(4)과 슬라이더(3a, 3b) 사이에도 생긴다.

이로 인해, 본 실시예의 슬라이더(3a, 3b)에서는 베어링 글레이스(34)에 대해 작용하는 계자 마그넷(4)의 자력을 약하게 하기 위해, 이러한 베어링 글레이스(34)의 하면, 즉 고정 베이스부(10) 상의 계자 마그넷(4)과 대향한 면에 대해 오목소(30a)를 형성하고, 계자 마그넷(4)과 슬라이더(3a, 3b)의 베어링 글레이스(34) 사이에 공간을 마련하도록 하였다. 상기 오목소(30a)는 계자 마그넷(4)의 폭 이상의 폭으로 확대 개방하고 있고, 이에 의해 베어링 글레이스(34)를 계자 마그넷(4)으로부터 가급적으로 멀리하도록 구성하였다.

또한, 전술한 전기자 코어(50)에 대한 코깅 대책과 마찬가지의 이유로부터, 도8에 도시한 바와 같이 테이블 구조체(3)의 각 슬라이더(3a, 3b)에는 전기자 코어(50)의 슬롯 및 치부(52)와 마찬가지인 슬롯(54) 및 치부(55)를 궤도 레일(1)의 고정 베이스부(10)와 대향하여 형성하였다. 이들 슬롯(54) 및 치부(55)는, 상기 오목소의 양측으로 배열되어 있다. 한편, 도8은 슬라이더(3a, 3b)의 바닥면도이며, 치부(55)의 영역과 슬롯(54) 영역의 요철을 구별할 수 없으므로, 슬롯(54) 영역에는 해칭을 실시하고 있다. 원래, 전기자 코어(50)의 치부(52)는 코깅을 해소 혹은 경감하는 간격으로 배열되어 있으므로, 전기자 코어(50)의 치부(52, 53)와 매우 동일한 피치로 슬라이더(3a, 3b)에 대해서도 치부(55)를 형성해 두면, 슬라이더(3a, 3b)에 대해 계자 마그넷(4)의 자력이 작용하는 데 기인한 코깅을 해소 혹은 경감하는 것이 가능해진다.

또한, 전기자 코어(50)에 기인하는 코깅과 슬라이더(3a, 3b)의 베어링부(30)에 기인하는 코깅을 상쇄시키고, 테이블 구조체(3) 전체로서의 코깅의 해소 혹은 경감을 도모하는 등의 관점으로 하면, 이러한 전기자 코어(50)의 결합 천정판(3c)에 대한 설치 위치를, 테이블 구조체(3)의 이동 방향에 관해서 간신히 조정할 수 있도록 구성해 두는 것이 좋은 대책이다. 예를 들어, 볼트(39)를 이용하여 전기자 코어(50)를 테이블 구조체(3)의 결합 천정판(3c)으로 고정하는 데 해당하고, 이러 한 결합 천정판(3c)에 개설되는 볼트(39)의 삽통 구멍을 테이블 구조체(3)의 이동 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 하고, 볼트(39)의 전기자 코어(50)에 대한 체결을 완화시킴으로써, 이러한 전기자 코어(50)의 고정 위치를 테이블 구조체(3)의 이동 방향으로 자유자재로 변위 가능하게 해 둔다. 혹은, 볼트(20)를 이용하여 슬라이더(3a, 3b)를 테이블 구조체(3)의 결합 천정판(3c)으로 고정하는 데 해당하고, 이러한 결합 천정판(3c)에 개설되는 볼트(20)의 삽통 구멍을 테이블 구조체(3)의 이동 방향으로 연장되는 긴 구멍으로 하고, 볼트(20)의 슬라이더(3a, 3b)에 대한 체결을 완화시킴으로써 이들 슬라이더(3a, 3b)의 결합 천정판(3)에 대한 고정 위치를 테이블 구조체(3)의 이동 방향으로 자유자재로 변위 가능하게 해 둔다. 이에 의해, 전기자 코어(50)뿐만 아니라 테이블 구조체(3)의 슬라이더(3a, 3b)에 대해서도 코깅이 발생하는 것을 이용하여, 전기자 코어(50) 및 슬라이더(3a, 3b)를 포함한 테이블 구조체(3) 전체의 코깅을 해소하는 것이 가능해진다.

도9는 본 발명을 적용한 리니어 모터 액튜에이터의 제2 실시예를 나타내는 것이고, 슬라이더(3a, 3b)를 궤도 레일(1)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 절단한 단면도를 도시하고 있다. 본 제2 실시예에서는 궤도 레일(1), 슬라이더(3a, 3b), 계자 마그넷(4) 및 전기자(5)의 구성은 상기 제1 실시예와 매우 동일하지만, 결합 천정판(2)의 구조가 제1 실시예의 결합 천정판(3c)과 다르다. 즉, 본 제2 실시예의 결합 천정판(2)은 폭 방향의 양단부에 한 쌍의 세로 웹(20, 20)을 갖고 있고, 이 세로 웹(20)에 대해 가동체의 부착면이 형성되어 있다. 한 쌍의 세로 웹(20, 20) 사이에는 오목소가 형성되어 있고, 이러한 오목소에는 방열 휜(21)이 등 간격으로 복수개 세워 설치되어 있다. 또한, 결합 천정판(2)의 방열량을 높이기 위해, 이러한 결합 천정판(2)의 이면측에도 방열 휜(21)이 설치되어 있다.

상기 결합 천정판(2)은 열전도성이 우수한 알루미늄 합금으로 제작되어 있고, 그와 같은 결합 천정판(2)에 대해 단열재를 끼우는 일 없이 전기자(5)를 직접 고정함으로써, 이러한 전기자(5)로 발생한 열에너지는 결합 천정판(2)으로 유입하고, 상기 방열 휜(21)에 의해 주변 분위기에 방열된다. 각 방열 휜(21)은 궤도 레일(1) 내에 있어서의 테이블 구조체(3)의 이동 방향에 따라서 세워 설치되어 있고, 테이블 구조체(3)가 궤도 레일(1)에 따라서 왕복 이동을 행하면, 서로 인접하는 방열 휜(21) 사이를 주변 분위기가 유동하고, 그만큼 결합 천정판(2)으로부터 분위기 속으로의 방열이 촉진되도록 되어 있다. 이에 의해, 전기자(5)에 있어서 발생한 열에너지는 거기에 축적되는 일 없이 결합 천정판(2)으로 연속적으로 유입하고, 전기자 코어(50)의 승온을 억제할 수 있게 되어 있다. 그 결과, 장시간 연속하여 테이블 구조체(3)를 궤도 레일(1)의 안내 통로(12) 내에서 왕복 이동시킨 경우라도, 전기자(5)에 있어서의 통전 저항의 상승을 억제할 수 있어, 리니어 모터의 추진력이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.

한편, 결합 천정판(2)으로부터 슬라이더(3a, 3b)에 대해 열에너지가 유입되면, 베어링 글레이스(34)나 볼(6)의 열팽창을 원인으로서 궤도 레일(1)에 대한 슬라이더(3a, 3b)의 미끄럼 이동 저항이 상승하고, 테이블 구조체(3)의 가벼운 운동이 저해될 염려가 있다. 이로 인해, 도9에 도시한 바와 같이 결합 천정판(2)과 슬라이더(3a, 3b) 사이에는 단열재(22)가 끼워 넣어지는 동시에, 고정 볼트(23)와 결 합 천정판(2) 사이에도 단열재(24)가 개재 장착되고, 열에너지가 결합 천정판(2)으로부터 슬라이더(3a, 3b)에 대해 유입되는 것을 방지하고 있다.

또한, 도9 중에 있어서 제1 실시예와 같은 구성에 관해서는 동일 부호를 붙여, 그 상세한 설명은 생략한다.

도10은 궤도 레일(1)의 고정 베이스(10) 상에 있어서의 계자 마그넷(4)의 배열의 다른 예를 나타내는 것이다. 도1에 나타낸 예로서는 계자 마그넷(4)의 N극 및 S극을 궤도 레일(1)의 길이 방향에 따라서 단순하게 교대로 배열하고 있고, 이들 N극과 S극의 경계는 궤도 레일(1)의 폭 방향(도2 및 도9에 있어서의 종이면 좌우 방향)과 평행하였다. 그러나, 도10에 나타낸 예에서는, 계자 마그넷(4)의 N극 및 S극을 평행 사변형으로 형성하고, 이들 N극 및 S극의 경계가 궤도 레일(1)의 폭 방향에 대해 경사지도록 구성하였다. 즉 전기자 코어(50)의 치부(52)가 궤도 레일(1)의 길이 방향으로 진행할 때, 이 치부(52)에 대향하는 계자 마그넷(4)의 자극이 돌연스럽게 N극으로부터 S극으로, 혹은 S극으로부터 N극으로 변화되는 것은 아니고, 서서히 변화하도록 구성되어 있다. 도11은, 각 자극의 경계가 궤도 레일(1)의 폭 방향으로 평행한 경우와, 궤도 레일(1)의 폭 방향에 대해 경사지고 있는 경우와의 양쪽에 관한 것으로, 테이블 구조체(3)를 이동시켰을 때에 상기 테이블 구조체(3)에 작용하는 코깅력의 크기를 계측한 결과를 나타내는 것이다. 실선의 그래프가 전자(도1의 예)의 결과를, 일점 쇄선의 그래프가 후자(도10의 예)의 결과를 나타내고 있다. 이러한 그래프로부터 명백한 바와 같이, 각 자극의 경계가 궤도 레일(1)의 폭 방향에 대해 경사지고 있는 경우 쪽이, 계자 마그넷(4)과 전기자 코어 (50)의 치부(52)와의 갭에 관계없이, 항상 코깅력이 작아지고 있다. 따라서, 속도 변화가 작은 운동 및 고정밀도의 위치 결정을 요구하면, 궤도 레일(1)의 고정 베이스(10) 상에 있어서의 계자 마그넷(4)의 배열은 도10에 도시하는 편이 바람직하다고 말할 수 있다.

한편, 도12는 전기자 코어(50)의 치부(52)의 선단부 형상의 다른 예를 나타내는 것이다. 도6에 나타낸 예에서는, 계자 마그넷(4)과 약간의 간극을 통해 대향하는 전기자 코어(50)의 치부(52)의 선단부면을 평면 형상으로 형성하였지만, 도12에 나타낸 예에서는 전기자 코어(50)의 치부(52)의 선단부면을 소정 곡률 반경(R)의 곡면 형상으로 형성하였다. 도13은, 전기자 코어(50)의 각 치부(52)의 선단부면이 평탄면인 경우와, 곡면 형상으로 형성되어 있는 경우와의 양쪽에 관한 것으로, 테이블 구조체(3)를 이동시켰을 때에 상기 테이블 구조체(3)에 작용하는 코깅력의 크기를 계측한 결과를 나타내는 것이다. 실선의 그래프가 전자(도6의 예)의 결과를, 일점 쇄선의 그래프가 후자(도12의 예)의 결과를 나타내고 있다. 이러한 그래프로부터 명백한 바와 같이, 전기자 코어(50)의 각 치부(52)의 선단부면이 소정의 곡률 반경으로 곡면 형상을 이루고 있는 경우 쪽이, 계자 마그넷(4)과 전기자 코어(50)와의 갭에 관계없이, 항상 코깅력이 작아지고 있다. 따라서, 속도 변화가 작은 운동 및 고정밀도의 위치 결정을 요구하는 것이면, 전기자 코어(50)의 각 치부(52)의 선단부면은 도12에 도시한 바와 같이 곡면 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

Claims

고정 베이스부와 이 고정 베이스부로부터 세워 설치된 한 쌍의 측벽부를 갖는 동시에, 이들 고정 베이스부 및 측벽부에 의해 둘러싸인 안내 통로를 구비하여 채널 형상으로 형성되고, 각 측벽부에는 상기 안내 통로에 면한 볼 구름 이동 홈이 형성된 궤도 레일과,

상기 볼 구름 이동 홈을 구름 이동하는 다수의 볼을 구비하는 동시에 이들 볼이 순환하는 무한 순환로를 구비하고, 이들 볼을 통해 상기 궤도 레일의 한 쌍의 측벽 사이에 부착되어 상기 궤도 레일의 안내 통로 내를 가능하게 왕복 이동하는 테이블 구조체와,

상기 궤도 레일의 길이 방향에 따라서 N극 및 S극이 교대로 배열되는 동시에, 이러한 궤도 레일에 고정된 계자 마그넷과,

이 계자 마그넷과 대향하도록 상기 테이블 구조체에 장착되고, 이러한 계자 마그넷과 더불어 리니어 모터를 구성하고, 상기 테이블 구조체에 대해 궤도 레일의 길이 방향에 따른 추진력 또는 브레이크력을 미치게 하는 전기자를 구비한 리니어 모터 액튜에이터에 있어서,

상기 테이블 구조체는, 상기 볼의 무한 순환로를 구비하는 동시에 상기 궤도 레일의 안내 통로 내를 전후하면서 이동하는 한 쌍의 슬라이더와, 이들 슬라이더를 소정의 간격을 두고 서로 연결하는 동시에 가동체의 부착면이 형성된 결합 천정판을 구비하고,

상기 전기자는, 한 쌍의 슬라이더 사이에서 상기 결합 천정판에 고정되어 궤도 레일의 안내 통로 내에 위치하는 동시에, 상기 궤도 레일의 길이 방향에 따라서 소정의 피치로 복수의 슬롯 및 치부가 형성된 빗살 형상의 전기자 코어와, 상기 슬롯을 매립하도록 하여 상기 전기자 코어의 치부에 권취된 코일을 구비하고, 게다가,

상기 계자 마그넷은 상기 궤도 레일의 고정 베이스부를 요오크로 하고, 상기 결합 천정판에 고정된 전기자 코어와 대향하는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 전기자는 결합 천정판에 대해 직접 고정되는 한편, 상기 슬라이더는 단열재를 통해 상기 결합 천정판에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결합 천정판에는 테이블 구조체의 이동 방향에 따른 방열 휜이 세워 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 궤도 레일의 길이 방향과 직교하는 방향에 있어서의 계자 마그넷의 폭은 동일 방향에 있어서의 상기 전기자 코어의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 궤도 레일의 고정 베이스부에는 상기 볼 구름 이동 홈과 평행하게 오목 홈이 형성되고, 상기 계자 마그넷은 이 오목 홈 내에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 슬라이더에는 상기 궤도 레일의 고정 베이스부와 대향하는 면에, 상기 계자 마그넷의 폭 이상의 폭으로 확대 개방하는 오목소가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 슬라이더에는 상기 궤도 레일의 고정 베이스부와 대향하는 면에 대해, 상기 계자 마그넷의 자극의 배치 피치(λ)의 1/4 주기의 n배(n : 정수)의 피치로 슬롯 및 치부가 형성되고, 이러한 면은 전체로서 빗살 형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제7항에 있어서, 상기 슬라이더를 상기 결합 천정판에 고정하기 위한 고정 수단은, 이러한 결합 천정판에 대한 슬라이더의 고정 위치를 상기 테이블 구조체의 이동 방향에 따라서 가능하게 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 전기자 코어의 치부의 선단부면은 곡면 형상으로 형성 되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.
제1항에 있어서, 상기 궤도 레일의 고정 베이스 상에 배열된 복수의 계자 마그넷에 관한 것으로, 서로 인접하는 계자 마그넷의 경계는 궤도 레일의 폭 방향에 대해 소정의 각도로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 액튜에이터.