KR101470674B1 - 직곡선 운동 모터 시스템 - Google Patents

Abstract

과제
직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또 정밀한 위치 결정을 하는 것이 가능한 직곡선 운동 모터 시스템을 제공한다.
해결수단
슬라이더의 좌우를 이동 가능하게 안내 지지하고, 직선 궤도와 곡선 궤도로 구성되는 직곡선 운동 안내 장치와, 고정자 직선부인 영구자석(111a)과 고정자 곡선부인 영구자석(111b)의 양쪽 모두를 갖는 고정자와 당해 고정자와 공극을 거쳐서 슬라이더에 배치됨과 동시에 직선부를 갖는 코일(11)을 구비한 가동자를 갖는 모터 유닛을 구비한 직곡선 운동 모터 모터 시스템에 있어서, 직선 궤도와 원호 궤도의 위치를 검출하는 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31)를 구비함과 동시에, 당해 고정자의 직선부에 있어서의 자극 피치를 거리 λ, 당해 고정자의 원호부에 있어서의 자극 피치를 각도 γ로 한 경우, 원호 궤도의 위치 검출점의 반경 r을, r=λ/γ로 한다.

Description

직곡선 운동 모터 시스템{LINEAR AND CURVED MOVEMENT MOTOR SYSTEM}

본 발명은, 반도체 제조 장치나 액정 제조 장치에 탑재되는 위치 결정 장치로서 이용되어, 직선 궤도와 곡선 궤도로 구성되는 직곡선 운동 안내 장치를 따라서 슬라이더를 부드럽게 주행시키고, 또, 정밀한 위치 결정을 가능하게 하는 직곡선 운동 모터 시스템에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조 장치나 액정 제조 장치에 탑재되는 위치 결정 장치로서 이용되는 직곡선 운동 모터 시스템으로서, 직선부와 원호부를 가진 고정자에 대해 가동자가 추진력을 발생함으로써, 가동자가 직선 궤도와 원호 궤도로 구성되는 가이드 레일을 갖는 직곡선 운동 안내 장치 상을 주행할 수 있도록 한 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

이들 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 가동자는 직선부만으로 구성되고, 전기자로 하는 코일로 구성되어 있다. 한편, 고정자는 고정자 직선부와 고정자 원호부로 구성되어 있고, 각각 단면을 "ㄷ"자형으로 하는 요크의 내측에 마련한 복수의 영구자석이 이웃의 자극과 이극(異極)이 되도록 배치되어 있다. 따라서, 가동 측에 코일이 배치되어 있기 때문에, 가동 코일형의 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 코일에 전류를 흘리면 영구자석이 만드는 자계와 작용하여 가동자에 추진력이 발생한다. 고정자 직선부의 영구자석은 직선 궤도를 따라서 배열되고, 고정자 원호부의 영구자석은 원호 궤도를 따라서 배열되어 있기 때문에, 가동자는 각각의 궤도 방향으로 추진력을 발생해서 주행할 수 있다.

일본 특허공개 2001-251841호 공보(명세서 제 3 쪽 - 제 4 쪽, 도 3) 일본 특허공개 2006-174605호 공보(명세서 제 6 쪽 - 제 8 쪽, 도 1)

그러나, 종래의 직곡선 운동 모터 시스템은, 홀 센서나 엔코더 등의 자극 및 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 구비하고 있지 않기 때문에, 자극이나 위치의 정보를 참조하면서 직선 궤도와 곡선 궤도에 있어서의 전류 제어나 위치 제어를 행할 수 없었다. 그 결과, 부드러운 주행이나 정밀한 위치 결정을 실현할 수 없었다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또한, 정밀한 위치 결정을 하는 것이 가능한 직곡선 운동 모터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

청구항 1에 기재된 발명은, 고정대에 대향 배치된 슬라이더를 이동 가능하게 안내함과 동시에 직선 궤도와 곡선 궤도로 구성되는 좌우 한쌍의 가이드 레일과 상기 슬라이더를 지지하면서 상기 가이드 레일 상을 주행하는 슬라이더 블록을 갖는 직곡선 운동 안내 장치와, 상기 슬라이더를 상기 가이드 레일을 따라서 왕복운동 시키도록, 상기 고정대에 배치된 직선부와 곡선부의 양쪽 모두를 가지는 고정자와 상기 고정자와 공극을 거쳐서 상기 슬라이더에 배치된 직선부를 갖는 가동자를 갖는 모터 유닛를 구비한 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서,

상기 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에, 상기 직선 궤도와 상기 곡선 궤도 상의 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 배치한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 고정자의 직선부에 있어서의 자극 피치를 거리 λ (m), 상기 고정자의 곡선부에 있어서의 자극 피치의 곡선 각도를 γ (rad)로 한 경우, 상기 곡선 궤도 상의 상기 슬라이더의 위치 검출점에서의 곡률반경 r (m)을, r=λ/γ로 한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 하부에 K개(K는 3 이상의 홀수) 마련되며, K-1개의 상기 슬라이더 블록은 상기 슬라이더와의 사이에, 각각 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 좌우의 하부에 각각 K개(K는 2 이상의 짝수) 마련되며, 상기 슬라이더에 좌우 한 쌍으로 마련한 상기 가이드 레일의 한쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 제 1의 회전 안내 장치를 마련함과 동시에, 상기 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 다른쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 제 2의 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 하부에 K개(K는 4 이상의 정수) 마련되며, 상기 슬라이더에 좌우 한 쌍으로 마련한 상기 가이드 레일의 한쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더 블록 중 2개에, 각각, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 5에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 슬라이더 블록에 예압조정 장치를 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 모터 유닛은, 상기 가동자 혹은 상기 고정자의 한쪽을 평판의 자성체 요크의 길이 방향을 따라서 복수의 영구자석을 교대로 극성이 상이하도록 등 피치로 배치한 계자로 하고, 다른 쪽을 복수의 전기자 코일을 배치한 전기자로서 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 위치 검출 장치는 상기 영구자석의 자계를 검출하는 홀 센서에 의해 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 위치 검출 장치는, 상기 직선 궤도와 상기 곡선 궤도의 위치 정보를 갖는 스케일과, 상기 위치 정보를 검출하는 엔코더 헤드로 이루어진 엔코더에 의해 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 슬라이더를 복수대 마련함과 동시에, 복수대의 상기 슬라이더를 개별적으로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 10에 기재된 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 상기 복수대의 슬라이더를 연결하여 일체로 이동시키는 것을 특징으로 하고 있다.

청구항 1 및 2에 기재된 발명에 따르면, 직선 궤도와 곡선 궤도의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에 구비하는 것과 동시에, 자극 피치의 거리가 직선 궤도와 곡선 궤도에서 동일하게 되는 반경에서 위치를 검출하고 있으므로, 직선 궤도와 곡선 궤도에서 자극 피치가 동일하게 되고, 또한 직선 궤도와 곡선 궤도에서 가동자 중심의 위치나 이동량이 동일해진다. 따라서, 종래 기술의 문제를 해소할 수 있고, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또 정밀한 위치 결정을 실현하는 것이 가능하다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 직곡선 운동 안내 장치, 회전 안내 장치, 슬라이드 안내 장치를 조합함으로써, 1개의 슬라이더 블록을 슬라이더에 대하여 반경 방향으로 구속하면서, 자극 피치의 거리가 직선부와 곡선부에서 동일하게 되는 반경을 따라서 위치 검출 장치를 이동 가능하게 하는 것이 가능하다. 따라서 위치 검출 장치로서 고정밀도의 엔코더를 사용할 수 있고, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 모든 궤도에서 정밀하게 위치결정할 수 있다.

또한, 청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 2개의 슬라이더 블록의 중심을 반경 방향으로 구속하면서, 위치 검출 장치를 자극 피치의 거리가 직선부와 곡선부에서 동일하게 되는 반경을 따라서 이동 가능하게 할 수 있다. 따라서, 청구항 2의 기재와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록과 슬라이더 사이에, 슬라이더에 좌우 한 쌍으로 마련한 가이드 레일의 한쪽 편에서 슬라이더 블록 중 2개에, 각각 슬라이드 안내 장치와 회전 안내 장치를 직선 궤도와 직교하는 직선상에 배치하고, 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에 위치 검출 장치를 배치시키고 있으므로, 직곡선 운동 안내 장치의 반동에 의한 위치 검출 장치의 변동이 없어진다. 따라서, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또, 정밀한 위치 결정을 실현할 수 있다.

또한, 청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록에 예압조정 장치를 마련하고 있으므로, 직곡선 운동 안내 장치의 반동과 마찰 저항을 예압에 의해서 조정할 수 있다. 따라서, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 모든 궤도에 있어 부드러운 주행과, 정밀한 위치 결정을 실현할 수 있다.

또한, 청구항 7에 기재된 발명에 따르면, 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 모터 유닛의 가동자 혹은 고정자의 한쪽을 평판의 자성체 요크의 길이 방향을 따라서 복수의 영구자석을 교대로 극성이 상이하도록 등 피치로 배치한 계자로 하고, 다른 쪽을 복수의 전기자 코일을 배치한 전기자로서 하여 구성함으로써, 가동자인 슬라이더를 궤도 방향으로 추진력을 발생시켜, 부드럽게 주행시킬 수 있다. 따라서 청구항 1의 기재와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 청구항 8에 기재된 발명에 따르면, 위치 검출 장치를 홀 센서에 의해 구성하고 있으므로, 자극을 정확히 검출할 수 있다. 그 자극의 정보를 기초로 전류 제어를 실시하므로, 곡선 궤도에서도 부드럽게 주행할 수 있다. 또한 계자로 하는 영구자석의 자속밀도의 정현파 분포를 홀 센서에 의해 검출함으로써, 위치의 정현파 신호를 생성하여 위치 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 고정밀도의 위치 결정을 필요로 하지 않는 용도에서는, 고가의 엔코더를 이용하지 않고 염가의 홀 센서로, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 모든 궤도에서 위치 결정할 수 있다.

또, 청구항 9에 기재된 발명에 따르면, 위치 검출 장치를 스케일과 엔코더 헤드로 이루어진 엔코더에 의해 구성하고 있으므로, 고정밀도의 위치를 얻을 수 있다. 그 위치 정보를 기초로 가동자의 전기적인 위치를 생성해서 전류 제어를 행하거나, 위치 제어를 하는 것이 가능하다. 따라서, 직선 궤도와 곡선 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또 정밀한 위치 결정을 실현하는 것이 가능하다.

청구항 10에 기재된 발명에 따르면, 복수대의 슬라이더를 개별적으로 주행 및 위치 결정할 수 있도록 하고 있으므로, 복수대의 슬라이더를 사용한 병렬 작업이나, 슬라이더간의 협조 작업을 실현할 수 있다.

또, 청구항 11에 기재된 발명에 따르면, 복수대의 슬라이더를 연결하여 일체로 이동시키도록 하였으므로, 큰 부하의 반송이나 복수의 부하의 동시 반송을 행할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 공통된 직곡선 운동 모터 시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 A-A'선을 따른 정면 단면도,
도 3은 본 실시 형태에 공통된 코일, 영구자석, 스케일(scale)과 엔코더 헤드, 홀 센서의 배치를 상면으로부터 본 도면으로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 4는 제 1 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 5는 제 2 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 6은 제 3 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 7은 제 4 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 8은 제 5 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 9는 제 6 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 10은 제 7 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것임,
도 11은 제 8 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 평면도,
도 12는 제 9 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 평면도.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

[실시예 1]

도 1은 본 실시 형태에 공통된 직곡선 운동 모터 시스템의 전체 구성을 도시하는 평면도, 도 2는 도 1에 있어서의 A-A'선 단면도이다. 또한, 도 3은 본 실시 형태에 공통된 코일, 영구자석, 스케일과 엔코더 헤드, 홀 센서의 배치를 상면으로부터 본 도면으로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

도 4는 제 1 실시 형태에 따른 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

도 1에 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템은, 평행한 2개의 직선 궤도의 사이에 180도의 원호 궤도를 연결한 궤도로 되어 있다. 이들 도 1 내지 도 3에 있어서, 120은 고정대, 10은 가동자, 11은 코일, 20은 고정대(120)에 평행하게 대향 배치된 슬라이더, 21은 슬라이더(20)의 좌우를 이동 가능하게 안내 지지함과 동시에 직선 궤도와 곡선 궤도를 구비한 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25)과 슬라이더 블록(24)으로 구성된 직곡선 운동 안내 장치, 22는 회전 안내 장치, 23은 슬라이드 안내 장치, 30은 엔코더 헤드, 31은 홀 센서, 35는 가동자 홀더, 110a는 고정자 직선부, 110b는 고정자 원호부, 111a는 고정자 직선부(110a)의 영구자석, 111b는 고정자 원호부(110b)의 영구자석, 112a는 고정자 직선부(110a)의 요크, 25a는 레일 직선부(직선 궤도), 25b는 레일 원호부(원호 궤도), 130은 스케일, 135는 스케일 홀더이다.

본 실시 형태의 특징은, 직선 궤도와 원호 궤도의 위치를 검출하는 위치 검출 장치인 엔코더나 홀 센서를, 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에 구비하고, 직곡선 운동 모터의 자극 피치의 거리가 직선 궤도와 원호 궤도에서 같게 되는 반경에 그러한 위치 검출점을 마련한 점이다.

다음에, 직곡선 운동 모터 시스템을 구체적으로 설명하면, 고정측은 고정대(120), 직곡선 운동 안내 장치(21)의 가이드 레일(25)을 구성하는 직선 궤도인 레일 직선부(25a)와 원호 궤도인 레일 원호부(25b), 모터 유닛의 고정자부를 구성하는 고정자 직선부(110a)와 고정자 원호부(110b), 위치 검출 장치를 구성함과 동시에 고정 측에 설치되고 이와 동시에 직선 궤도와 원호 궤도의 위치 정보를 가지는 스케일(130)과 스케일 홀더(135)로 이루어지고, 고정대(120) 상에 다른 구성요소를 배치하여 구성하고 있다.

2개의 레일 직선부(25a)의 사이에는, 고정자 직선부(110a)와 스케일 홀더(135)를 배치한다. 구체적으로는 고정자 직선부(110a) 상에서 스케일(130)을 스케일 홀더(135)에 부착하고 있다. 또, 2개의 레일 원호부(25b)의 사이에는, 고정자 원호부(110b)와 원호형으로 형성한 스케일 홀더(135)를 배치하는데, 동일하게, 고정자 원호부(110b) 상에서 스케일(130)을 스케일 홀더(135)에 부착하고 있다. 그리고, 레일 직선부(25a)와 레일 원호부(25b), 고정자 직선부(110a)와 고정자 원호부(110a)를 직선 궤도와 원호 궤도에서 이음매가 없도록 배치하고 있다.

또, 스케일 홀더(135)와 스케일(130)은 직선 궤도와 원호 궤도로 분리되어 있지 않고, 일체로 되어 있다. 그리고, 모터 유닛의 고정자 직선부(110a)와 고정자 원호부(110b)의 단면은 "ㄷ"자형으로 하고 있어, 요크(112a, 112b)의 각각의 내측에 길이방향을 향해 마련한 복수의 영구자석(111a, 111b)은, 이웃의 이극(異極)으로 되도록 배치하고 있다.

한편, 직곡선 운동 모터 시스템의 가동측은 슬라이더(20), 모터 유닛의 가동자(10), 위치 검출 장치의 위치 정보를 검출하는 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31), 가동자 홀더(35)로 이루어지고, 슬라이더(20)에 다른 구성요소를 배치하여 구성하고 있다. 슬라이더(20)의 거의 중앙에 가동자 홀더(35)를 부착하고, 가동자 홀더(35)에 가동자(10), 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31)를 부착하고 있다. 여기에서, 가동자(10)와 홀 센서(31)를 고정자 직선부(110a)나 고정자 원호부(110b)의 영구자석(111a, 111b) 사이에 만들어진 공극에 삽입하고, 또, 엔코더 헤드(30)를 스케일(130)과 소정의 공극을 거쳐서 대향하는 위치에 배치하고 있다.

또, 도 4(a), (b)에 도시한 바와 같이, 슬라이더(20)의 3개소[외경측 2개소와 내경측 1개소)에 K=3개의 직곡선 운동 안내 장치(21)를 배치하고, 외경측에 K-1=2개의 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 부착하고 있다. 직곡선 운동 안내 장치(21)에는, 예를 들면 THK 주식회사제의 직곡선 가이드 HMG형을 사용한다. 이 직곡선 운동 안내 장치(21)는 직선 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 직선 궤도 방향으로 이동 가능하도록 지지 안내하고, 원호 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 원호 궤도를 따라서 이동 가능하도록 지지 안내한다. 슬라이드 안내 장치(23)는 슬라이더(20)에 레일 직선부(25a)와 직각 방향으로 배치되어, 원호 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 원호 궤도의 법선 방향으로 이동 가능하도록 지지 안내한다. 회전 안내 장치(22)는 슬라이드 안내 장치(23)와 직곡선 운동 안내 장치(21) 사이에 배치되어, 원호 궤도 주행시에는 직곡선 운동 안내 장치(21)를 레일 원호부(25b)를 따라서 회전 가능하도록 지지 안내한다.

이와 같이 구성됨으로써, 슬라이더(20)는 직선 궤도 주행시에는 직선 궤도를 따라서 주행하고, 원호 궤도 주행시에는 원호 궤도를 따라서 주행할 수 있다. 여기에서, 원호 궤도 주행시의 슬라이더(20)는 내경측의 1대의 슬라이더 블록(24)에 의해 직경 방향으로 구속되면서 주행하게 된다. 따라서, 가동자(10)의 중심이나 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31)의 이동 궤적은 원호가 된다.

가동자(10)는 전기자로 하는 복수의 코일(11)에 의해서 구성되어 있다. 코일(11)과 영구자석(111a, 111b)의 위치 관계는 도 3(a) 및 (b)에 도시되도록 되어 있다. 직선 궤도 주행시에는 코일(11)에 대해 영구자석(111a)이 평행하게 대향하고 있지만, 원호 궤도 주행시에는 코일(11)에 대해 영구자석(111b)이 경사져서 대향하고 있다. 또, 원호 궤도에 있어서, 스케일(130)의 표면인 엔코더의 위치 검출점을 반경 r의 위치에 배치하고 있다. 상기한 바와 같이, 슬라이더(20)에 탑재된 엔코더 헤드(30)와 홀 센서(31)는 원호의 이동 궤적이 되기 때문에, 엔코더 헤드(30)를 반경 r로부터 검출 가능한 갭을 통해서 배치하고, 홀 센서(31)를 반경 r의 위치에 배치하고 있다. 또한, 고정자 직선부(110a)의 자극 피치의 거리를 λ, 고정자 원호부(110b)의 자극 피치의 각도를 γ로 했을 때,

[수 1]

r=λ/γ

로 설정하고 있다. 이것은, 반경 r의 위치에서 고정자 직선부(110a)의 자극 피치의 거리 λ와 고정자 원호부(110b)의 자극 피치의 거리 r×γ가 동일한 것을 나타내고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 자극 피치의 거리가 직선 궤도와 원호 궤도에서 동일하게 되는 반경에서 엔코더와 홀 센서의 위치 검출을 가능하게 하고 있다.

이 때, 고정자 원호부(110b)의 자극 피치의 각도 γ는 단위가 라디안이기 때문에, 라디안을 실제의 각도 θ(도)로 계산하면, 홀 센서(31)의 반경 r의 위치는 실제, r=180×λ/(πθ)로 계산되게 된다.

이어서, 직곡선 운동 모터 시스템의 동작을 설명한다.

직곡선 운동 모터 시스템에 있어서, 홀 센서(31)로부터 얻을 수 있는 자극의 정보를 기초로 가동자(10)의 코일(11)에 전류를 통전하는 것에 의해서, 고정자 직선부(110a)와 고정자 원호부(110b)의 영구자석(111a, 111b)이 만드는 자계와의 작용에 의해, 가동자(10)는 직선 궤도나 원호 궤도에서 소정의 추진력을 발생시켜, 직곡선 운동 안내 장치(21), 회전 안내 장치(22), 슬라이드 안내 장치(23)로 지지 안내된 슬라이더(20)가 직곡선 운동 안내 장치(21)의 레일 직선부(25a)와 레일 원호부(25b)로 구성되는 가이드 레일(25)을 따라서 주행한다.

즉, 슬라이더(20)는, 슬라이더(20)의 하부에 마련한 3개의 슬라이더 블록(24) 중, 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 조합시킨, 외경측 가이드 레일을 주행하는 2개의 슬라이더 블록(24)이, 내경측 가이드 레일에 마련된 1개의 슬라이더 블록(24)[회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 마련하고 있지 않음]을 반경 방향으로 구속하면서, 자극 피치의 거리가 직선부와 원호부에서 동일하게 되는 반경 r을 따라서 위치 검출 장치인 엔코더 헤드(30)를 이동할 수 있다. 이 때, 슬라이드 안내 장치(23)는, 슬라이더(20)가 가이드 레일의 원호 궤도상을 이동하면, 슬라이더(20)의 운동 방향과 직교하는 방향으로 슬라이더 블록이 이동하는 것을 허용하며, 회전 안내 장치(22)는 슬라이더(20)가 가이드 레일의 원호 궤도상을 이동하면, 레일 원호부(25b)에 순응하여 슬라이더 블록(24)이 회전하는 것을 허용한다.

게다가, 엔코더 헤드(30)로부터 얻어진 위치의 정보를 기초로 가동자(10)의 위치를 제어하므로, 위치 제어도 가능해진다. 즉, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 모든 궤도에서, 부드러운 주행과 정밀한 위치 결정을 실현할 수 있다.

이와 같이, 위치 검출 장치에 홀 센서와 엔코더의 양쪽 모두를 마련하는 것에 의해, 고정밀도의 전류 제어와 위치 제어를 가능하게 할 수 있다.

따라서, 제 1 실시 형태와 관련되는 직곡선 운동 모터 시스템은, 직선 궤도와 원호 궤도의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 좌우 한쌍의 가이드 레일(25)의 사이에 구비함과 동시에, 자극 피치의 거리가 직선 궤도와 원호 궤도에서 동일하게 되는 반경에서 위치를 검출하고 있으므로, 자극 피치가 직선 궤도와 원호 궤도에서 동일하게 되며, 한편, 직선 궤도와 원호 궤도에서 가동자 중심의 위치나 이동량이 같게 되기 때문에, 고정자 직선부와 고정자 원호부의 영구자석이 만드는 자계와의 작용에 의해서, 가동자가 직선 궤도나 원호 궤도로 이루어진 직곡선 운동 안내 장치 상에서 소정의 추진력을 발생시키면, 직선 궤도 주행시와 원호 궤도 주행시에 추진력이 변동하거나, 속도가 바뀌거나 하는 일 없이, 슬라이더 블록과 슬라이더 사이에 마련한 회전 안내 장치, 슬라이드 안내 장치로 지지 안내된 슬라이더는 직곡선 운동 안내 장치 상에서 부드럽게 주행하고, 또, 정밀한 위치 결정을 실현할 수 있다.

[실시예 2]

도 5는 제 2 실시 형태의 구성을 도시하는 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

제 2 실시 형태가 제 1 실시 형태와의 상위점은, 직곡선 운동 안내 장치(21), 회전 안내 장치(22), 슬라이드 안내 장치(23)의 개수가 상이한 점이다. 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25)의 사이에 위치 검출 장치(30, 31)가 배치되어 있다.

구체적으로는, 제 2 실시 형태는, 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 슬라이더의 하부에 K개 (K는 3 이상의 홀수) 마련되어 있고, K-1개의 슬라이더 블록과 슬라이더 사이에는, 각각 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 슬라이더가 이동하는 것을 허용하는 슬라이드 안내 장치와, 가이드 레일의 궤도를 따라 슬라이더 블록이 회전하도록 허용하는 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 도 5에 있어서, 슬라이더(20)의 하부의 5개소(외경측 가이드 레일 2개소와 내경측 가이드 레일 3개소)에 K=5개의 슬라이더 블록(24)을 배치하고, 외경측 가이드 레일과 내경측 가이드 레일의 4 구석에 K-1=4개의 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 부착하고 있다.

제 2 실시 형태와 관련된 직곡선 운동 모터 시스템은 상기 구성으로 하였으므로, 내경측 가이드 레일의 슬라이더 블록(24)이 1개인 제 1 실시 형태의 구성에 비하여, 3개로 변경함과 동시에, 이 내경측 가이드 레일에 마련한 3개의 슬라이더 블록(24) 중 2개에 회전 안내 장치(22), 슬라이드 안내 장치(23)를 조합시키는 것에 의해서, 슬라이더(20)는, 슬라이더(20)의 하부에 마련한 5개의 슬라이더 블록(24) 중, 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 각각 조합한 외측 2개 및 내측 2개의 슬라이더 블록(24)이, 내경측 가이드 레일에 마련한 1개의 슬라이더 블록(24)(회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 마련하지 않음)을 반경 방향으로 구속하면서, 자극 피치의 거리가 직선부와 원호부에서 동일하게 되는 반경 r을 따라서 위치 검출 장치인 엔코더 헤드(30)를 이동 가능하게 할 수 있다. 따라서, 제 2 실시 형태는, 위치 검출 장치로서 고정밀도의 엔코더를 사용하는 것이 가능하여, 직선 궤도와 원호 궤도로부터 이루어진 모든 궤도에 있어 정밀하게 위치 결정할 수 있다.

이상과 같이, 제 2 실시 형태는, 제 1 실시 형태와 함께, 직곡선 운동 안내 장치(21)의 슬라이더 블록(24)의 전체 개수가 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 탑재한 슬라이더 블록(24)의 전체 개수보다 1개 적게 되어 있다. 즉, 직곡선 운동 안내 장치(21)의 슬라이더 블록(24)의 개수를 K개(K는 3 이상의 홀수)로 했을 경우, 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 탑재한 슬라이더 블록(24)의 개수를 K-1개로 정의할 수 있다. 부하 하중이나 원심력의 크기에 맞추어 슬라이더 블록(24)의 개수 K를 설정하면 된다.

[실시예 3]

도 6은 제 3 실시 형태의 구성을 나타내는 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

제 3 실시 형태가 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태와의 상위점은, 직곡선 운동 장치(21), 회전 안내 장치(22), 슬라이드 안내 장치(23)의 개수가 차이가 나는 점이다. 또한, 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25)의 사이에 위치 검출 장치(30, 31)를 배치하고 있다.

구체적으로는, 제 3 실시 형태에서는, 직곡선 운동 안내 장치(21)의 슬라이더 블록(24)은, 슬라이더(20)의 좌우의 하부에 각각 K개(K는 2 이상의 짝수로서, 본 예에서는 K=2) 마련하고 있고, 슬라이더 블록(24)과 슬라이더(20) 사이에는, 슬라이더(20)의 좌우에 마련한 가이드 레일(25)의 한쪽 편에 당해 가이드 레일을 따라 슬라이더 블록(24)이 회전하는 것을 허용하는 제 1의 회전 안내 장치(22)를 마련함과 동시에, 가이드 레일(25)의 다른 쪽 편에 슬라이더(20)의 운동 방향에 수직한 방향으로 슬라이더 블록(24)이 이동하는 것을 허용하는 슬라이드 안내 장치(23)와, 당해 가이드 레일을 따라 슬라이더 블록(24)이 회전하는 것을 허용하는 제 2의 회전 안내 장치(22)를 마련하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한 내경측의 회전 안내 장치(22)를 구비한 2개의 슬라이더 블록(24)은 간격(S)만큼 분리되어 있다.

제 3 실시 형태와 관련되는 직곡선 운동 모터 시스템은 상기 구성으로 했으므로, 슬라이더(20)는, 슬라이더(20)의 하부에 마련한 직곡선 운동 안내 장치(21)의 4개의 슬라이더 블록(24)중, 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23)를 각각 조합한 가이드 레일 외측에 위치하는 2개의 슬라이더 블록(24)이, 회전 안내 장치(22)만을 조합해 내경측 가이드 레일에 마련한 2개의 슬라이더 블록(24)을 반경 방향으로 구속하면서, 자극 피치의 거리가 직선부와 원호부에서 동일하게 되는 반경 r을 따라서 위치 검출 장치인 엔코더 헤드(30)를 이동 가능하게 하는 것이 가능하다.

이와 같이 제 3 실시 형태는, 직선 궤도 주행시에는 직선 궤도를 따라서 주행하고, 원호 궤도 주행시에는 원호 궤도를 따라서 주행하는 것이 가능해진다. 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태는 1개의 슬라이드 블록(24)에 의해 직경 방향으로 구속되었지만, 제 3 실시 형태에서는 간격(S)만큼 이격된 2개의 슬라이더 블록(24, 24)에 의해 구속되기 때문에, 슬라이더(20)의 이동 궤적의 원호 반경은 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태보다 작아진다. 그것을 고려하여, 스케일(130)과 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31)를 배치하고 있다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 제 3 실시 형태는, 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태와 동일한 동작을 행하는 것이 가능하여, 동일한 효과를 얻을 수 있지만, 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태에 비해, 부하 하중이 큰 경우나 원호 궤도 주행시의 원심력이 큰 경우에는, 본 실시 형태와 같이 내경측의 슬라이더 블록(24)의 개수를 늘려 대응할 수 있어, 유효하다.

또한, 슬라이드 안내 장치(23)의 대수가 슬라이더 블록(24)이나 회전 안내 장치(22)의 개수에 비해 2개 적게 되어 있다. 즉, 회전 안내 장치(22)를 갖는 슬라이더 블록(24)의 개수를 K개로 했을 경우, 회전 안내 장치(22)와 슬라이드 안내 장치(23) 양쪽 모두를 갖는 슬라이더 블록(24)의 개수를 K-2개로 정의하도록 하여도 상관없다. 따라서, 부하 하중이나 원심력의 크기에 맞추어, 슬라이더 블록(24)의 개수 K를 설정하면 된다.

[실시예 4]

도 7은, 제 4 실시 형태의 구성을 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

도 7(a) 및 (b)에 있어서, 제 4 실시 형태가 제 1 실시 형태 내지 제 3 실시 형태와 다른 점은, 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록(24)은 슬라이더(20)의 하부에 K개(K는 4 이상의 정수로서, 도면은 외경측 3개소와 내경측 1개소의 합계 4개소) 마련하고 있고, 슬라이더 블록(24)과 슬라이더(20) 사이에는, 슬라이더(20)에 좌우 한 쌍으로 마련한 가이드 레일(25a)의 한쪽 편에 있어서 슬라이더 블록(24) 중 좌우 양단의 2개에, 각각, 슬라이더(20)의 운동 방향에 수직한 방향으로 슬라이더 블록(24)이 이동하는 것을 허용하는 슬라이드 안내 장치(23)와, 가이드 레일(25a)의 원호 궤도를 따라서 슬라이더 블록(24)이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치(22)를 마련한 점이다. 또한 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25)의 사이에 위치 검출 장치(30, 31)를 배치하고 있다.

이러한 구성에 있어서, 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록(24)은 직선 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 직선 궤도 방향으로 이동 가능하도록 지지 안내하고, 원호 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 원호 궤도를 따라서 이동 가능하도록 지지 안내한다. 슬라이드 안내 장치(23)는 슬라이더(20)에 레일 직선부(25a)와 직각 방향으로 배치되어, 원호 궤도 주행시에는 슬라이더(20)를 원호 궤도의 법선 방향으로 이동가능하도록 지지 안내한다. 회전 안내 장치(22)는 슬라이드 안내 장치(23)와 슬라이더 블록(24) 사이에 배치되어, 원호 궤도 주행시에는 슬라이더 블록(24)을 레일 원호부(25b)를 따라서 회전 가능하도록 지지 안내한다. 이와 같이 구성됨으로써, 슬라이더(20)는 직선 궤도 주행시에는 직선 궤도를 따라서 주행하고, 원호 궤도 주행시에는 원호 궤도를 따라서 주행하는 것이 가능하다.

여기서, 원호 궤도 주행시의 슬라이더(20)는, 그 좌우에 배치된 2개의 슬라이더 블록(24)에 의해, 직경 방향으로 구속되면서 주행하게 된다. 따라서. 가동자(10)의 중심이나 엔코더 헤드(30), 홀 센서(31)의 이동 궤적은 원호가 된다. 게다가, 직곡선 운동 안내 장치에 반동이 있었다고 하여도, 슬라이더(20)의 좌우 2개의 슬라이더 블록(24)에 의해 반동이 상쇄된다. 그 결과, 슬라이더(20)는 직선 궤도나 원호 궤도 이외의 방향으로 변동하는 것이 없어져, 슬라이더(20)에 장착된 엔코더 헤드(30)나 홀 센서(31)도 변동하지 않게 된다.

또한, 2개의 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록(24)을 직선 궤도 또는 원호 궤도와 직교하는 직선상에 배치하고, 좌우 한 쌍의 가이드 레일(25)의 사이에 위치 검출 장치(30)를 배치시키고 있으므로, 직곡선 운동 안내 장치의 반동에 의한 엔코더 헤드(30)나 홀 센서(31)의 변동이 없어진다. 이 효과도 부가되는 것에 의해서, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 궤도를 보다 부드럽게 주행하고, 또 보다 정밀한 위치 결정을 실현하는 것이 가능하다.

[실시예 5]

도 8은, 제 5 실시 형태의 구성을 나타내는 직곡선 운동 모터 시스템의 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

도 8에 있어서, 50은 예압조정 장치이다.

제 5 실시 형태가 제 4 실시 형태와 상이한 점은, 직곡선 운동 안내 장치에 예압조정 장치(50)을 마련한 점이다. 제 5 실시 형태에서는 슬라이더(20)의 좌우 2개소에 배치한 2개의 슬라이더 블록(24) 중, 원호 궤도 주행시에 외측에 위치하는 슬라이더 블록(24)에 예압조정 장치(50)를 마련하고 있다. 예압조정 장치(50)는, 레일 직선부(25a)나 레일 원호부(25b)에 슬라이더 블록(24)을 가압하도록, 스프링을 마련한 구성으로 되어 있다.

이와 같이 구성하는 것에 의해, 제 4 실시 형태와 동일한 동작을 행하는 것이 가능하여, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 게다가, 슬라이더 블록(24)에 예압조정 장치(50)를 마련하고 있으므로, 직곡선 운동 안내 장치의 반동과 마찰 저항을 예압에 의해서 조정할 수 있다. 즉, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 모든 궤도에 있어 부드러운 주행과, 정밀한 위치 결정을 실현할 수 있다.

[실시예 6]

도 9는 제 6 실시 형태의 구성을 도시하는 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

제 6 실시 형태가 제 1 내지 제 5 실시 형태와 상이한 점은, 위치 검출 장치를 홀 센서(31)만으로 구성한 점이다. 이 홀 센서(31)로부터 얻어진 자극의 정보는, 제 1 실시 형태에 도시한 바와 같이, 직선 궤도와 원호 궤도에서 오차가 없다는 것이다. 따라서, 홀 센서(31)로부터 얻어진 자극의 정보를 기초로 가동자(10)의 코일(11)에 전류를 통전함으로써, 고정자 직선부(110a)와 고정자 원호부(110b)의 영구자석(111a, 111b)이 만드는 자계와의 작용에 의해서, 가동자(10)는 직선 궤도나 원호 궤도에서 소정의 추진력을 발생시킬 수 있다. 즉, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 모든 궤도에 있어서, 부드러운 주행을 실현할 수 있다.

또, 영구자석(111a, 111b)의 자속밀도의 정현파 분포를 홀 센서(31)에 의해 검출함으로써, 위치의 정현파 신호를 생성하여 위치 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 고정밀도의 위치 결정을 필요로 하지 않는 용도에서는, 고가의 엔코더를 이용하는 일이 없이 염가의 구성으로, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 모든 궤도에 있어서 위치 결정하는 것이 가능하다.

[실시예 7]

도 10은 제 7 실시 형태의 구성을 도시하는 슬라이더를 상면으로부터 본 투시도로서, (a)는 직선 궤도 주행시, (b)는 원호 궤도 주행시의 상태를 설명한 것이다.

제 7 실시 형태가 제 1 내지 제 6 실시 형태와 상이한 점은, 위치 검출 장치를 스케일(130)과 엔코더 헤드(30)로 이루어진 엔코더만으로 구성한 점이다.

위치 검출 장치를 고정밀도의 엔코더에 의해 구성하고 있으므로, 가동자(10)의 고정밀도의 위치를 얻을 수 있다. 그 위치의 정보를 기초로 가동자(10)의 전기적인 위치를 생성해 전류 제어를 행하거나, 위치 제어를 행할 수 있다. 따라서, 직선 궤도와 원호 궤도로 이루어진 궤도를 부드럽게 주행하고, 또 정밀한 위치 결정을 실현하는 것이 가능하다.

[실시예 8]

도 11은 제 8 실시 형태를 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 평면도이다.

제 8 실시 형태가 제 1 내지 제 7 실시 형태와 상이한 점은, 슬라이더(20)를 복수대 마련하고, 복수대의 슬라이더(20)를 개별적으로 이동시키도록 한 점이다. 또한, 도 11은 슬라이더(20)를 3대 마련한 예이다.

복수대의 슬라이더(20)를 개별적으로 주행 및 위치 결정할 수 있도록 하고 있으므로, 복수대의 슬라이더를 사용한 병렬 작업이나, 슬라이더간의 협조 작업을 실현할 수 있다.

[실시예 9]

도 12는 제 9 실시 형태를 도시하는 직곡선 운동 모터 시스템의 평면도이다. 도 12에 있어서, 40은 연결 부재이다.

제 9 실시 형태가 제 1 내지 제 8 실시 형태와 상이한 점은, 슬라이더(20)를 복수대 마련하고, 그들을 연결 부재(40)에 의해서 회전 가능하도록 연결해서, 일체로 이동시키도록 한 점이다. 또한 도 10은 슬라이더(20)를 2대 연결한 예이다.

복수대의 슬라이더(20)를 연결하여 일체로 이동시키도록 하였으므로, 큰 부하의 반송이나 복수의 부하의 동시 반송을 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 대해서는, 당업자라면, 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위 내에서, 상기 실시 형태로부터의 적절한 변경이 가능하고, 발명의 기술적 범위에 포함되는 것은 말할 필요도 없다.

또, 제 1 내지 제 9 실시 형태에서는, 가동자를 전기자로 하는 코일, 고정자를 계자로 하는 영구자석의 구성으로 했지만, 그 반대의 구성으로 해도 본 발명이 성립되는 것은 말할 필요도 없다. 또, 가동자를 코일만으로 구성한, 소위 코어레스형으로 했지만, 코어를 가지는 코어 형으로 해도 본 발명이 성립되는 것은 말할 필요도 없다. 또, 가동자를 전기자로 하는 코일과 코어, 고정자를 유도자로 하는 철심치(鐵心齒)의 구성, 게다가, 코어의 표면 및 내부에 영구자석을 가지는 구성으로 해도 본 발명이 성립되는 것은 말할 필요도 없다.

추가로, 평행한 2개의 직선 궤도의 사이에 180도의 원호 궤도를 연결한 궤도의 구성으로 하였지만, 해당 궤도는 슬라이더 블록이 주행할 수 있는 임의의 곡선 형상이어도 무방하며, 또한, 원호 궤도가 180도가 아니고 60도나 90도 등 임의의 각도로 하는 것이나, 그들을 연결한 궤도라고 하여도 무방하다.

또한, 예압조정 장치에 스프링을 이용하는 구성으로 하였지만, 예를 들면, 공기 압력에 의해 조정할 수 있는 에어 실린더이어도 무방하다.

본 발명의 직곡선 운동 모터 시스템은 직선 궤도와 곡선 궤도를 몇 개나 연결해 가는 것에 의해, 슬라이더의 이동거리를 길게 할 수 있으므로, 장치 간의 반송을 행하는 용도에도 적용할 수 있다.

10 가동자
11 코일
20 슬라이더
21 직곡선 운동 안내 장치
22 회전 안내 장치
23 슬라이드 안내 장치
24 슬라이더 블록
25 가이드 레일
25a 레일 직선부(가이드 레일의 직선 궤도)
25b 레일 원호부(가이드 레일의 원호 궤도)
30 엔코더 헤드(위치 검출 장치)
31 홀 센서(위치 검출 장치)
35 가동자 홀더
40 연결 부재
50 예압조정 장치
110a 고정자 직선부
110b 고정자 원호부
111a, 111b 영구자석
112a 요크
120 고정대
130 스케일(위치 검출 장치)
135 스케일 홀더

Claims (17)

1. 고정대에 대향 배치된 슬라이더를 이동 가능하게 안내함과 동시에 직선 궤도와 곡선 궤도로 구성되는 좌우 한 쌍의 가이드 레일과 상기 슬라이더를 지지하면서 상기 가이드 레일 상을 주행하는 슬라이더 블록을 갖는 직곡선 운동 안내 장치와,
   상기 슬라이더를 상기 가이드 레일을 따라서 왕복운동시키도록, 상기 고정대에 배치된 직선부와 곡선부의 양쪽 모두를 갖는 고정자와 상기 고정자와 공극을 거쳐서 상기 슬라이더에 배치된 직선부를 갖는 가동자를 가지는 모터 유닛을 구비한, 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서,
   상기 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에, 상기 직선 궤도와 상기 곡선 궤도 상의 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 배치하고,
   상기 고정자의 직선부에 있어서의 자극 피치를 거리 λ (m), 상기 고정자의 곡선부에 있어서의 자극 피치의 곡선 각도를 γ (rad)로 한 경우, 상기 곡선 궤도 상의 상기 슬라이더의 위치 검출점에서의 곡률반경 r (m)을
   r=λ/γ
   로 한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이더 블록은,
   상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향에 수직한 방향으로의 이동이 구속되는 제 1 슬라이더 블록과,
   상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 상기 슬라이더의 운동 방향에 수직한 방향으로 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 상기 슬라이더와의 사이에 마련하고 있으며, 상기 제 1 슬라이더와 다른 가이드 레일 상을 주행하는 복수개의 제 2 슬라이더 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 하부에 K개(K는 3 이상의 홀수) 마련되며,
   K-1개의 상기 슬라이더 블록은 상기 슬라이더와의 사이에, 각각, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 좌우의 하부에 각각 K개 (K는 2 이상의 짝수) 마련되며,
   상기 슬라이더에 좌우 한 쌍으로 마련한 상기 가이드 레일의 한쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 제 1의 회전 안내 장치를 마련함과 동시에, 상기 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 다른쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 제 2의 회전 안내 장치를 마련하고 있는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 직곡선 운동 안내 장치의 슬라이더 블록은, 상기 슬라이더의 하부에 K개(K는 4 이상의 정수) 마련되며,
   상기 슬라이더에 좌우 한 쌍으로 마련한 상기 가이드 레일의 한쪽 편에 위치하는 상기 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는, 상기 슬라이더 블록 중 2개에, 각각, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향과 직교하는 방향으로 상기 슬라이더 블록이 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 마련한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 슬라이더 블록에 예압조정 장치를 마련한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 모터 유닛은, 상기 가동자 혹은 상기 고정자의 한쪽을 평판의 자성체 요크의 길이 방향을 따라서 복수의 영구자석을 교대로 극성이 상이하도록 등 피치로 배치한 계자로 하고, 다른 쪽을 복수의 전기자 코일을 배치한 전기자로서 구성한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 위치 검출 장치는, 상기 영구자석의 자계를 검출하는 홀 센서에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 검출 장치는, 상기 직선 궤도와 상기 곡선 궤도의 위치 정보를 갖는 스케일과, 상기 위치 정보를 검출하는 엔코더 헤드로 이루어진 엔코더에 의해 구성한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이더를 복수대 마련함과 동시에, 복수대의 상기 슬라이더를 개별적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수대의 슬라이더를 연결하여 일체로 이동시키는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
12. 고정대에 대향 배치된 슬라이더를 이동 가능하게 안내함과 동시에 직선 궤도와 곡선 궤도로 구성되는 좌우 한 쌍의 가이드 레일과 상기 슬라이더를 지지하면서 상기 가이드 레일 상을 주행하는 슬라이더 블록을 갖는 직곡선 운동 안내 장치와,
    상기 슬라이더를 상기 가이드 레일을 따라서 왕복운동시키도록, 상기 고정대에 배치된 직선부와 곡선부의 양쪽 모두를 갖는 고정자와 상기 고정자와 공극을 거쳐서 상기 슬라이더에 배치된 직선부를 갖는 가동자를 가지는 모터 유닛을 구비한, 직곡선 운동 모터 시스템에 있어서,
    상기 좌우 한 쌍의 가이드 레일의 사이에, 상기 직선 궤도와 상기 곡선 궤도 상의 상기 슬라이더의 위치를 검출하는 위치 검출 장치를 배치하고,
    상기 슬라이더 블록은,
    상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향에 수직한 방향으로의 이동이 구속되는 제 1 슬라이더 블록과,
    상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 상기 슬라이더의 운동 방향에 수직한 방향으로 이동하도록 안내하는 슬라이드 안내 장치와, 상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더 블록이 회전하는 것을 허용하는 회전 안내 장치를 상기 슬라이더와의 사이에 마련하고 있으며, 상기 제 1 슬라이더와 다른 가이드 레일 상을 주행하는 복수개의 제 2 슬라이더 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬라이더 블록은,
    상기 슬라이드 안내 장치와 상기 회전 안내 장치를 상기 슬라이더와의 사이에 마련하고 있으며, 상기 제 1 슬라이더와 같은 가이드 레일 상을 주행하는 제 3 슬라이더 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 슬라이더 블록은 2개 구비되며,
    상기 제 1 슬라이더 블록과 상기 슬라이더 사이에는 상기 회전 안내 장치가 마련된 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬라이더에 대하여 상기 슬라이더의 운동 방향에 수직한 방향으로의 이동이 구속되며, 제 1 슬라이더 블록과 다른 가이드 레일 상을 주행하는 제 4 슬라이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    제 1 슬라이드 블록과 제 4 슬라이드 블록 중 적어도 하나에 예압조정 장치를 마련한 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 곡선은 원호인 것을 특징으로 하는 직곡선 운동 모터 시스템.
    

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