KR102266234B1

KR102266234B1 - 동전형 액추에이터 및 가진 장치

Info

Publication number: KR102266234B1
Application number: KR1020207033019A
Authority: KR
Inventors: 시게루 마츠모토
Original assignee: 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2021-06-17
Also published as: CN103609009B; US20140049122A1; JP2012237736A; US20190341837A1; CN105728305B; US11289991B2; CN103609009A; WO2012147607A1; CN105743275A; EP4191846A1; KR102181674B1; US20240055968A1; TWI559987B; EP2713487A4; KR20200135546A; EP3624316A1; ES2949419T3; CN105728305A; KR20140028024A; TW201249548A

Abstract

대략 통형상의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와, 가동부를 고정부의 축선 방향으로 왕복 이동 가능하게 측방으로부터 지지하는 복수의 가동부 지지 기구를 구비한 동전형 액추에이터로서, 가동부 지지 기구가 가동부의 측면에 부착된 고정부의 축선 방향으로 연장되는 레일과, 고정부에 부착된 레일과 걸어맞춰지는 러너 블록을 구비함과 아울러, 고정부의 축선의 주위에 대략 등간격으로 배치된다.

Description

동전형 액추에이터 및 가진 장치{ELECTRODYNAMIC ACTUATOR AND EXCITATION DEVICE}

본 발명은 동전형(動電型) 액추에이터 및 이것을 사용한 동전형 가진 장치에 관한 것이다.

소위 보이스 코일 모터를 구동 장치로서 사용한 동전형 가진 장치가 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 구동축을 서로 직교하는 방향으로 향하게 한 3대의 동전형 액추에이터(200, 300, 400)를 진동 테이블(100)에 연결한 3축 가진 장치(1)가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 가진 장치(1)에서는, 각 동전형 액추에이터의 구동축이 구동축과 직교하는 2축 방향으로 원활하게 슬라이딩이 가능한 2축 슬라이더(연결부(240, 340, 440))를 통하여 진동 테이블(100)에 연결되어 있다. 이 2축 슬라이더(240(340, 440))는 가동축이 서로 직행하도록 배치된 한 쌍의 리니어 가이드를 중간 스테이지(245(345, 445))를 통하여 연결한 것이다. 이 구성에 의해, 각 동전형 액추에이터는 다른 동전형 액추에이터에 의한 진동 테이블(100)의 구동에 의해 강하게 영향받지 않고(즉 비교적 적은 크로스토크로), 진동 테이블(100)을 구동할 수 있다.

국제공개 WO2009/130953호 공보

그러나, 특허문헌 1의 가진 장치(1)에 사용되는 동전형 액추에이터(200)에 있어서는, 가동부(230)가 그 동체부(232)의 일단으로부터 구동 방향으로 돌출하는 가늘고 긴 바(234)의 선단 부근에서만 고정부(222)에 지지되어 있기 때문에, 가동부(230)의 동체부(232)는 구동축과 직교하는 방향(비구동 방향)으로는 높은 강성으로 지지되어 있지 않아, 비구동 방향으로 진동하기 쉽다. 이 때문에, 가동부(230)의 비구동 방향으로의 진동에 의해, 구동축 사이의 크로스토크가 발생하고, 가진 정밀도가 저하되는 경우가 있었다.

본 발명은 가동부가 비구동 방향으로 진동하기 어려운 동전형 액추에이터 및 이 동전형 액추에이터를 사용함으로써 가진 정밀도가 우수한 동전형 가진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시형태에 따른 동전형 액추에이터는, 대략 통형상(略筒狀)의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와, 가동부를 고정부의 축선 방향으로 왕복 이동 가능하게 측방으로부터 지지하는 복수의 가동부 지지 기구를 구비한다. 가동부 지지 기구가, 가동부의 측면에 부착된 고정부의 축선 방향으로 연장되는 레일과, 고정부에 부착된 레일과 걸어맞춰지는(係合) 러너 블록을 구비함과 아울러, 고정부의 축선을 중심으로 하는 둘레 방향으로 대략 등간격으로 배치되어 있다.

이 구성에 의해, 가동부가 복수의 가동부 지지 기구에 의해 비구동 방향으로의 이동이 규제되기 때문에, 비구동 방향으로 진동하기 어려워진다.

가동부가 2쌍의 가동부 지지 기구에 의해 직교 2방향에서 양측으로부터 끼워지도록 구성해도 된다.

이들 구성에 의해, 가동부가 직교하는 2개의 비구동 방향에서 각각 양측으로부터 이동이 규제되기 때문에, 비구동 방향으로 진동하기 어려워진다.

동전형 액추에이터가 고정부의 축선이 수평 방향을 향하도록 가로 배치(橫置)되고, 가동부 지지 기구의 하나가 고정부의 축선 아래에 배치되는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의해, 가동부가 가동부 지지 기구의 하나에 의해 하방으로부터 지지되기 때문에, 가동부의 중량이 커도 가동부의 상하 방향의 진동이 효과적으로 방지된다.

가동부가 그 일단으로부터 돌출하여 고정부의 축선 상으로 연장되는 로드를 구비하고, 고정부가 로드를 고정부의 축선 방향으로 이동이 자유롭게 지지하는 축받이를 구비한 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의해, 가동부가 가동부 지지 기구와 축받이에 의해, 구동 방향에 있어서의 2점에서 비구동 방향의 이동이 규제되기 때문에, 더욱 비구동 방향으로 진동하기 어려워진다.

베이스와, 고정부를 지지하는 고정부 지지 기구를 구비하고, 고정부 지지 기구가 동전형 액추에이터의 고정부에 부착된 가동 블록과, 가동 블록과 베이스를 고정부의 축선 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하는 리니어 가이드와, 베이스와 가동 블록 사이에 배치되고, 축선 방향의 진동의 전달을 방지하는 완충 수단을 구비한 구성으로 해도 된다. 완충 수단이 예를 들면 공기 스프링이다. 또, 베이스에 고정된 고정 블록을 구비하고, 리니어 가이드 및 방진 부재의 적어도 일방이 고정 블록을 통하여 베이스에 부착된 구성으로 해도 된다.

동전형 액추에이터의 구동시에, 고정부가 반력에 의해 축선 방향으로 강하게 진동한다. 이 구성에 의하면, 고정부가 고정부 지지 기구의 완충 수단을 통하여 베이스에 고정되기 때문에, 고정부의 강한 축선 방향의 진동의 베이스로의 전달이 방지된다. 이와 같은 동전형 액추에이터를 다축 가진기에 사용하면, 가진축 사이의 크로스토크나, 불필요한 진동 노이즈가 저감되어, 정밀도가 좋은 가진 시험이 가능하게 된다.

가동 블록을 한 쌍 구비하고, 한 쌍의 가동 블록이 고정부의 축선을 끼우는 양측면에 부착되는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 가동 블록이 받는 축선 방향의 강한 반력이 한 쌍의 고정부에 의해 축선의 양측으로부터 대칭적으로 지지되기 때문에, 가동 블록의 피칭이나 요잉의 발생이 억제된다.

본 발명의 실시형태에 따른 동전형 가진 장치가 상기한 동전형 액추에이터와, 동전형 액추에이터의 가동부의 선단에 연결된 진동 테이블을 구비한 구성으로 해도 된다.

이와 같이, 노이즈 요인이 되는 비구동 방향으로의 진동이 적은 동전형 액추에이터를 사용하는 구성에 의해, 정밀도가 높은 가진이 가능한 동전형 가진 장치가 제공된다.

또한, 동전형 액추에이터를 2개 구비하고, 동전형 액추에이터의 일방이, 제1 방향에 구동축을 가지는 제1 액추에이터이며, 동전형 액추에이터의 타방이, 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 구동축을 가지는 제2 액추에이터이며, 진동 테이블과 제1 액추에이터를 제2 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하는 제1 슬라이더와, 진동 테이블과 제2 액추에이터를 제1 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하는 제2 슬라이더를 구비한 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의해, 2개의 동전형 액추에이터가 서로 간섭하지 않고 독립하여 진동 테이블을 구동할 수 있기 때문에, 정확한 가진이 가능한 2축의 동전형 가진 장치가 실현된다.

또, 상기한 동전형 액추에이터로서, 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향에 구동축을 가지는 제3 액추에이터와, 진동 테이블과 제3 액추에이터를 제1 방향 및 제2 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하는 제3 슬라이더를 구비하고, 제1 슬라이더가 진동 테이블과 제1 액추에이터를 제2 방향 및 제3 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하고, 제2 슬라이더가 진동 테이블과 제2 액추에이터를 제1 방향 및 제3 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결한 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의해, 3개의 동전형 액추에이터가 서로 간섭하지 않고 독립하여 진동 테이블을 구동할 수 있기 때문에, 정확한 가진이 가능한 3축의 동전형 가진 장치가 실현된다.

본 발명의 실시형태의 구성에 의하면, 가동부가 비구동 방향으로 진동하기 어려운 동전형 액추에이터, 및 이 동전형 액추에이터를 사용함으로써 가진 정밀도가 우수한 동전형 가진 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 가동부가 비구동 방향으로 진동하기 어려운 동전형 액추에이터 및 이 동전형 액추에이터를 사용함으로써 가진 정밀도가 우수한 동전형 가진 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 구동 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 Z축 액추에이터의 본체의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 Z축 액추에이터의 본체의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 Z축 액추에이터의 본체의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 Z축 액추에이터의 진동 테이블 부근을 확대한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 가진 장치에서 사용되는 리니어 가이드의 단면도이다.
도 9는 도 8의 I-I 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 정면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 동전형 가진 장치의 측면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 따른 동전형 가진 장치에 대해서 설명한다.

(제1 실시형태)

우선, 도 1~도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 3축 가진 장치(1)(이하, 「가진 장치(1)」라고 줄임)에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2는 각각 가진 장치(1)의 정면도 및 평면도이다. 또, 도 3은 가진 장치(1)의 구동 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이하의 제1 실시형태의 설명에 있어서, 도 1에 있어서의 좌우 방향을 X축 방향(우방향을 X축 정방향), 지면에 수직인 방향을 Y축 방향(지면 표측으로부터 이측으로 향하는 방향을 Y축 정방향), 상하 방향을 Z축 방향(상방향을 Z축 정방향)으로 한다. 또한, Z축 방향은 연직 방향이며, X축 및 Y축 방향은 수평 방향이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 가진 장치(1)는 공시체(도시하지 않음)가 부착되는 진동 테이블(400)과, 진동 테이블(400)을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 가진하는 3개의 액추에이터(X축 액추에이터(100), Y축 액추에이터(200) 및 Z축 액추에이터(300))와, 각 액추에이터(100, 200 및 300)를 지지하는 장치 베이스(50)를 구비하고 있다. 각 액추에이터(100, 200 및 300)는 각각 보이스 코일 모터를 구비한 동전형의 직동 액추에이터이며, 본체(101, 201 및 301)와, 각 본체로부터 돌출된 가동부(후술)를 덮는 커버(103, 203 및 303)를 각각 구비하고 있다. 진동 테이블(400)은 각 액추에이터(100, 200 및 300)와, 각각 2축 슬라이더(YZ 슬라이더(160), ZX 슬라이더(260) 및 XY 슬라이더(360))를 통하여 연결되어 있다. 가진 장치(1)는 각 액추에이터(100, 200 및 300)를 사용하여 진동 테이블(400)을 구동함으로써, 진동 테이블(400) 상에 부착된 공시체를 직교 3축 방향으로 가진할 수 있다.

장치 베이스(50)는 수평한 바닥판(54) 및 천판(56)이 수직으로 배치된 복수의 벽판(58)에 의해 연결된 것이다. 각 액추에이터(100, 200 및 300)는 각각 한 쌍의 고정 블록(110, 210 및 310)에 의해 장치 베이스(50)의 천판(56) 상에 고정되어 있다. 또, 천판(56)에는 개구(57)가 형성되어 있고, Z축 액추에이터(300)의 하부는 개구(57)를 통과하여, 장치 베이스(50) 내에 수용되어 있다. 이 구성에 의해, 가진 장치(1)의 저배화(低背化)가 실현되고 있다. 또, 장치 베이스(50)로부터 설치 바닥(F)으로의 진동의 전달을 억제하기 위해서, 바닥판(54)의 하면에는 복수의 방진 마운트(52)가 부착되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 가진 장치(1)의 구동 시스템은 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(10), 진동 테이블(400)의 진동을 계측하는 계측부(20), 제어부(10)에 전력을 공급하는 전원부(30), 및 유저 입력 또는 외부기기로부터의 데이터 입력을 받아들이는 입력부(40)를 구비하고 있다. 계측부(20)는 진동 테이블(400)에 부착된 3축 진동 픽업(21)을 구비하고 있고, 3축 진동 픽업(21)이 출력하는 신호(예를 들면 속도 신호)를 증폭하여, 디지털 신호로 변환한 후, 제어부(10)에 보낸다. 또한, 3축 진동 픽업(21)은 진동 테이블(400)의 X축, Y축 및 Z축 방향의 진동을 독립으로 검출한다. 제어부(10)는 입력부(40)로부터 입력된 가진파형이나 계측부(20)로부터의 신호에 기초하여, 각 액추에이터(100, 200 및 300)의 구동 코일(후술)에 입력하는 교류 전류의 크기 및 주파수를 제어함으로써, 원하는 진폭 및 주파수에서 진동 테이블(400)을 가진할 수 있다. 또, 계측부(20)는 3축 진동 픽업(21)의 신호에 기초하여, 진동 테이블(400)의 진동 상태를 나타내는 각종 파라미터(속도, 가속도, 진폭, 파워 스펙트럼 밀도 등)를 계산하여, 제어부(10)에 보낸다.

다음에, 각 액추에이터(100, 200 및 300)의 구조를 설명한다. 또한, X축 액추에이터(100) 및 Y축 액추에이터(200)는 후술하는 공기 스프링(330)이 설치되어 있지 않은 점을 제외하고는 Z축 액추에이터(300)와 마찬가지의 구성이기 때문에, 각 액추에이터를 대표하여 Z축 액추에이터(300)에 대해서 상세한 구성을 설명한다.

도 4, 도 5 및 도 6은 각각 Z축 액추에이터의 본체(301)의 정면도, 평면도 및 종단면도이다. 본체(301)는 통형상체(322)를 가지는 고정부(320)와, 고정부(320)의 통 내에 수용된 가동부(350)를 구비하고 있다. 가동부(350)는 고정부(320)에 대하여 Z축 방향(도 4 및 도 6에 있어서의 상하 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 가동부(350)는 대략 원기둥형상의 가동 프레임(356)과, 가동 프레임(356)과 대략 동일축에 배치된 구동 코일(352)을 구비하고 있다. 구동 코일(352)은 구동 코일 유지 부재(351)를 통하여 가동 프레임(356)의 하단에 부착되어 있다. 가동 프레임(356)은 상부는 원기둥형상으로 형성되어 있지만, 하부는 측면이 완만하게 경사진 원추대형상으로 형성되어 있어, 하측일수록 외경이 크게 되어 있다. 또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 가동 프레임(356)은 중심축 상으로 연장되는 로드(356a)와, 중심축과 수직으로 배치된 천판(356b), 중간판(356c) 및 바닥판(356d)을 가지고 있다. 천판(356b), 중간판(356c) 및 바닥판(356d)은 로드(356a)에 의해 연결되어 있다. 로드(356a)는 바닥판(356d)으로부터 더욱 하방으로 연장되어 있다. 또, 천판(356b) 상에는 XY 슬라이더(360)를 통하여 진동 테이블(400)이 부착되어 있다.

또, 고정부(320)의 통형상체(322)의 내부에는 통형상체(322)와 동일축에 배치된 대략 원통형상의 내측 자극(326)이 고정되어 있다. 내측 자극(326)의 외경은 구동 코일(352)의 내경보다 작고, 구동 코일(352)은 내측 자극(326)의 외주면과 통형상체(322)의 내주면에서 끼워진 간극에 배치되어 있다. 통형상체(322)와 내측 자극(326)은 모두 자성체로 형성되어 있다. 또, 내측 자극(326)의 통 내에는 로드(356a)를 Z축 방향으로만 이동 가능하게 지지하는 축받이(328)가 고정되어 있다.

통형상체(322)의 내주면(322a)에는 복수의 오목부(322b)가 형성되어 있고, 각 오목부(322b)에는 여자 코일(324)이 수용되어 있다. 여자 코일(324)에 직류 전류(여자 전류)를 흘리면, 통형상체(322)의 내주면(322a)과 내측 자극(326)의 외주면이 접근하여 대향하는 개소에 있어서, 통형상체(322)의 반경 방향으로 화살표 A로 나타내는 바와 같은 자계가 발생한다. 이 상태에서 구동 코일(352)에 구동 전류를 흘리면, 구동 코일(352)의 축 방향, 즉 Z축 방향으로 로렌츠 힘이 발생하고, 가동부(350)가 Z축 방향으로 구동된다.

또, 내측 자극(326)의 통 내에는 공기 스프링(330)이 수납되어 있다. 공기 스프링(330)의 하단은 고정부(320)에 고정되어 있고, 상단에는 로드(356a)가 고정되어 있다. 공기 스프링(330)은 로드(356a)를 통하여 가동 프레임(356)을 하방으로부터 지지한다. 즉, 공기 스프링(330)에 의해, 가동부(350), 가동부(350)에 지지되는 XY 슬라이더(360), 진동 테이블(400) 및 공시체의 중량(정하중)이 지지된다. 따라서, Z축 액추에이터(300)에 공기 스프링(330)을 설치함으로써, Z축 액추에이터(300)의 구동력(로렌츠 힘)에 의해 가동부(350)나 진동 테이블(400) 등의 중량(정하중)을 지지할 필요가 없게 되고, 가동부(350) 등을 진동시키기 위한 동하중만을 제공하면 되기 때문에, Z축 액추에이터(300)에 공급되는 구동 전류(즉 소비 전력)가 대폭 저감한다. 또, 필요한 구동력의 저감에 의해, 구동 코일(352)도 소형화할 수 있기 때문에, 가동부(350)의 경량화에 의해, Z축 액추에이터(300)를 보다 높은 주파수에서 구동하는 것이 가능하게 된다. 또, 가동부(350)나 진동 테이블(400) 등의 중량을 지지하기 위한 큰 직류 성분을 구동 코일에 공급할 필요가 없게 되기 때문에, 전원부(30)에 소형이며 간단한 구성의 회로를 채용하는 것이 가능하게 된다.

또, Z축 액추에이터(300)의 가동부(350)를 구동하면, 고정부(320)도 구동축(Z축) 방향으로 큰 반력(가진력)을 받는다. 가동부(350)와 고정부(320) 사이에 공기 스프링(330)을 설치함으로써, 가동부(350)로부터 고정부(320)로 전달되는 가진력이 완화된다. 그 때문에, 예를 들면, 가동부(350)의 진동이 고정부(320), 장치 베이스(50) 및 액추에이터(100, 200)를 통하여 진동 테이블(400)에 노이즈 성분으로서 전달되는 것이 방지된다.

다음에, 가동부(350)의 상부를 축선 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 측방으로부터 지지하는 가동부 지지 기구(340)의 구성을 설명한다. 본 실시형태의 가동부 지지 기구(340)는 가이드 프레임(342), Z축 러너 블록(344) 및 Z축 레일(346)로 구성된다. 가동부(350)(가동 프레임(356))의 원기둥형상의 상부 측면에는 Z축 방향으로 연장되는 4개의 Z축 레일(346)이 둘레방향으로 등간격으로 부착되어 있다. 또, 고정부(320)(통형상체(322))의 상면에는 통형상체(322)의 외주면을 따라 등간격(90° 간격)으로 4개의 가이드 프레임(342)이 고정되어 있다. 가이드 프레임(342)은 리브로 보강된 단면이 L자형상의 고정 부재이다. 각 가이드 프레임(342)의 직립부(342u)에는 Z축 레일(346)과 걸어맞춰지는 Z축 러너 블록(344)이 부착되어 있다. Z축 러너 블록(344)은 회전이 자유로운 복수의 볼(344b)(후술)을 가지고 있고, Z축 레일(346)과 함께 볼 베어링식의 Z축 리니어 가이드(345)를 구성한다. 즉, 가동부(350)는 원기둥형상의 상부에 있어서, 가이드 프레임(342)과 Z축 리니어 가이드(345)의 쌍으로 이루어지는 4세트의 지지 구조에 의해 측방으로부터 지지되어, X축 및 Y축 방향으로는 이동할 수 없도록 되어 있다. 그 때문에, 가동부(350)가 X축 및 Y축 방향으로 진동하는 것에 의한 크로스토크의 발생이 방지된다. 또, Z축 리니어 가이드(345)의 사용에 의해, 가동부(350)는 Z축 방향으로 원활하게 이동 가능하도록 되어 있다. 또한, 가동부(350)는 상기 서술한 바와 같이 하부에 있어서도 축받이(328)에 의해 Z축 방향으로만 이동 가능하게 지지되어 있기 때문에, X축 방향 및 Y축 방향으로는 이동할 수 없어, X축 방향 및 Y축 방향의 진동이 보다 발생하기 어렵게 되어 있다.

또, 가동 프레임(356)과 가이드 프레임(342)을 Z축 리니어 가이드(345)로 연결하는 경우, 고정부(320)에 고정된 가이드 프레임(342)에 Z축 레일(346)을 부착하고, 가동 프레임(356)에 Z축 러너 블록(344)을 부착하는 구성도 가능하다. 그러나, 본 실시형태에서는, 상기한 구성과는 반대로 가동 프레임(356)에 Z축 레일(346)이 부착되고, 가이드 프레임(342)에 Z축 러너 블록(344)이 부착되어 있다. 본 실시형태는 이 구성을 채용함으로써, 불필요한 진동의 억제를 달성하고 있다. 이것은 Z축 러너 블록(344)보다 Z축 레일(346) 쪽이 경량이며, 구동 방향(Z축 방향)의 치수가 길고(따라서 단위길이당 질량이 작고), 또한 구동 방향의 질량 분포가 균일하기 때문에, 가동측에 Z축 레일(346)을 부착한 쪽이 Z축 액추에이터(300)를 구동했을 때의 질량 분포의 변동이 적고, 따라서 질량 분포의 변동에 따라 생기는 진동을 낮게 억제할 수 있기 때문이다. 또, Z축 러너 블록(344)의 무게중심보다 Z축 레일(346)의 무게중심 쪽이 낮기(즉 설치면으로부터 무게중심까지의 거리가 짧기) 때문에, 가동측에 Z축 레일(346)을 고정한 쪽이 관성 모먼트가 작아진다. 따라서, 이 구성에 의해, 가동 프레임(356)의 공진 주파수를 가진 주파수대(예를 들면, 0~100Hz)보다 높게 할 수 있고, 공진에 의한 가진 정밀도의 저하가 방지된다.

다음에, Z축 액추에이터(300)와 진동 테이블(400)을 연결하는 XY 슬라이더(360)의 구성을 설명한다. 도 7은 진동 테이블(400) 부근을 확대한 평면도이다. 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, XY 슬라이더(360)는 2개의 Y축 레일(362a), 4개의 Y축 러너 블록(362b), 4개의 연결판(364), 4개의 X축 러너 블록(366b), 및 2개의 X축 레일(366a)로 구성된다. Y축 방향으로 연장되는 2개의 Y축 레일(362a)은 가동 프레임(356)의 천판(356b)의 상면에 부착되어 있다. 각 Y축 레일(362)에는 Y축 레일(362a)과 걸어맞춰지는 2개의 Y축 러너 블록(362b)이 Y축 레일(362a)을 따라 슬라이딩이 자유롭게 부착되어 있다. 또, X축 방향으로 연장되는 2개의 X축 레일(366a)은 진동 테이블(400)의 하면에 부착되어 있다. 각 X축 레일(366a)에는 X축 레일(366a)과 걸어맞춰지는 2개의 X축 러너 블록(366b)이 X축 레일(366a)을 따라 슬라이딩이 자유롭게 부착되어 있다. 또, X축 러너 블록(366b)은 각각 연결판(364)을 통하여 1개의 Y축 러너 블록(362b)과 연결되어 있다. 구체적으로는 각 X축 레일(366a)과 걸어맞춰지는 X축 러너 블록(366b)의 일방은 Y축 레일(362a)의 일방과 걸어맞춰지는 Y축 러너 블록(362b)의 하나와 연결되고, 타방의 X축 러너 블록(366b)은 타방의 Y축 레일(362a)과 걸어맞춰지는 Y축 러너 블록(362b)의 하나와 연결된다. 즉, 각 X축 레일(366a)은 연결판(364)에 의해 연결된 X축 러너 블록(366b) 및 Y축 러너 블록(362b)을 통하여, 각 Y축 레일(362a)과 연결되어 있다. 이 구성에 의해, 진동 테이블(400)은 Z축 액추에이터(300)의 가동부(350)에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결되어 있다.

이와 같이 X축 방향 및 Y축 방향으로 매우 작은 마찰 저항으로 슬라이딩 가능한 XY 슬라이더(360)를 통하여 Z축 액추에이터(300)와 진동 테이블(400)을 연결함으로써, 진동 테이블(400)을 X축 액추에이터(100) 및 Y축 액추에이터(200)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 X축 방향 및 Y축 방향의 진동 성분은 Z축 액추에이터(300)에 전달되지 않는다. 또, Z축 액추에이터(300)에 의해 진동 테이블(400)을 Z축 방향으로 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Z축 방향의 진동 성분은 X축 액추에이터(100)나 Y축 액추에이터(200)에 전달되지 않는다. 따라서, 크로스토크가 낮은 가진이 가능하게 된다.

다음에, X축 액추에이터(100)와 진동 테이블(400)을 연결하는 YZ 슬라이더(160)의 구성을 설명한다. YZ 슬라이더(160)는 2개의 Z축 레일(162a), 2개의 Z축 러너 블록(162b), 2개의 연결판(164), 2개의 Y축 러너 블록(166b), 및 1개의 Y축 레일(166a)로 구성된다. Z축 방향으로 연장되는 2개의 Z축 레일(162a)은 스페이서(161)를 통하여, X축 액추에이터(100)의 가동 프레임의 천판(156b)에 부착되어 있다. 각 Z축 레일(162a)에는 Z축 레일(162a)과 걸어맞춰지는 Z축 러너 블록(162b)이 Z축 레일(162a)을 따라 슬라이딩이 자유롭게 부착되어 있다. 또, 진동 테이블(400)의 X축 액추에이터(100)와 대향하는 측면에는 Y축 방향으로 연장되는 Y축 레일(166a)이 부착되어 있다. Y축 레일(166a)에는 Y축 레일(166a)과 걸어맞춰지는 2개의 Y축 러너 블록(166b)이 Y축 레일(166a)을 따라 슬라이딩이 자유롭게 부착되어 있다. 또, Y축 러너 블록(166b)은 각각 연결판(164)을 통하여 Z축 러너 블록(162b)의 1개와 연결되어 있다. 즉, Y축 레일(166a)은 연결판(164)에 의해 연결된 Y축 러너 블록(166b) 및 Z축 러너 블록(162b)을 통하여, 각 Z축 레일(162a)과 연결되어 있다. 이 구성에 의해, 진동 테이블(400)은 X축 액추에이터(100)의 가동부(150)에 대하여 Y축 방향 및 Z축 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결되어 있다.

이와 같이 Y축 방향 및 Z축 방향으로 매우 작은 마찰 저항으로 슬라이딩 가능한 YZ 슬라이더(160)를 통하여 X축 액추에이터(100)와 진동 테이블(400)을 연결함으로써, 진동 테이블(400)을 Y축 액추에이터(200) 및 Z축 액추에이터(300)에 의해 Y축 방향 및 Z축 방향으로 각각 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Y축 방향 및 Z축 방향의 진동 성분은 X축 액추에이터(100)에 전달되지 않는다. 또, X축 액추에이터(100)에 의해 진동 테이블(400)을 X축 방향으로 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 X축 방향의 진동 성분은 Y축 액추에이터(200)나 Z축 액추에이터(300)에 전달되지 않는다. 따라서, 크로스토크가 낮은 가진이 가능하게 된다.

또, Y축 액추에이터(200)와 진동 테이블(400)을 연결하는 ZX 슬라이더(260)도 YZ 슬라이더(160)와 동일한 구성을 가지고 있고, 진동 테이블(400)은 Y축 액추에이터(200)의 가동부에 대하여 Z축 방향 및 X축 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결되어 있다. 따라서, 역시 Z축 액추에이터(300) 및 X축 액추에이터(100)에 의해 진동 테이블(400)을 Z축 방향 및 X축 방향으로 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Z축 방향 및 X축 방향의 진동 성분은 Y축 액추에이터(200)에 전달되지 않는다. 또, Y축 액추에이터(200)에 의해 진동 테이블(400)을 Y축 방향으로 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Y축 방향의 진동 성분은 Z축 액추에이터(300)나 X축 액추에이터(100)에 전달되지 않는다. 따라서, 크로스토크가 낮은 가진이 가능하게 된다.

이상과 같이, 각 액추에이터(100, 200 및 300)는 서로 간섭하지 않고, 진동 테이블(400)을 각 구동축 방향으로 정확하게 가진할 수 있다. 또, 각 액추에이터(100, 200 및 300)는 가동부가 가이드 프레임 및 리니어 가이드에 의해 구동 방향으로만 이동 가능하게 지지되어 있기 때문에, 비구동 방향으로는 진동하기 어렵게 되어 있다. 그 때문에, 제어되고 있지 않은 비구동 방향의 진동이 액추에이터로부터 진동 테이블(400)에 가해지지도 않는다. 따라서, 진동 테이블(400)의 각 축방향의 진동은 대응하는 각 액추에이터(100, 200 및 300)의 구동에 의해 정확하게 제어된다.

다음에, 가동부 지지 기구(340), YZ 슬라이더(160), ZX 슬라이더(260) 및 XY 슬라이더(360)에 있어서 사용되는 리니어 가이드 기구(레일 및 러너 블록)의 구성에 대해서, 가동부 지지 기구(340)의 Z축 리니어 가이드 기구(345)(Z축 러너 블록(344), Z축 레일(346))를 예로 들어 설명한다. 또한, 다른 레일 및 러너 블록도 Z축 러너 블록(344) 및 Z축 레일(346)과 마찬가지로 구성되어 있다.

도 8은 가동부 지지 기구(340)의 Z축 레일(346) 및 Z축 러너 블록(344)을 Z축 레일(346)의 장축과 수직인 일면(즉 XY 평면)에서 절단한 단면도이며, 도 9는 도 8의 I-I 단면도이다. 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, Z축 러너 블록(344)에는 Z축 레일(346)을 둘러싸도록 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에는 Z축 레일(346)의 축방향으로 연장되는 2쌍의 홈(344a, 344a')이 형성되어 있다. 이들 홈(344a, 344a')에는 다수의 스테인레스강제의 볼(344b) 및 수지제의 리테이너(344r)가 수납되어 있다. 리테이너(344r)는 볼(344b) 사이에 배치되는 복수의 스페이서부(344rs)와, 복수의 스페이서부(344rs)를 연결하는 한 쌍의 밴드(344rb)를 가지고 있다. 복수의 스페이서부(344rs)와 밴드(344rb)로 둘러싸인 공간에 볼(344b)이 유지되어 있다. 또, Z축 레일(346)에는 Z축 러너 블록(344)의 홈(344a, 344a')과 대향하는 위치에 각각 홈(346a, 346a')이 설치되어 있고, 볼(344b) 및 리테이너(344r)가 홈(344a)과 홈(346a), 또는 홈(344a')과 홈(346a') 사이에 끼워지도록 되어 있다. 홈(344a, 344a', 346a, 346a')의 단면 형상은 원호형상이며, 그 곡률반경은 볼(344b)의 반경과 대략 동일하다. 이 때문에, 볼(344b)은 거의 여유가 없는 상태로 홈(344a, 344a', 346a, 346a')에 밀착한다.

Z축 러너 블록(344)의 내부에는 홈(344a, 344a')의 각각과 대략 평행하게 2쌍의 볼 퇴피로(344c, 344c')가 설치되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 홈(344a')과 퇴피로(344c')는 각각의 양단에서 U자로(344d')를 통하여 접속되어 있고, 홈(344a'), 홈(346a'), 퇴피로(344c') 및 U자로(344d')에 의해, 볼(344b) 및 리테이너(344r)를 순환시키기 위한 순환로가 형성된다. 홈(344a), 홈(346a) 및 퇴피로(344c)에 의해서도 마찬가지의 순환로가 형성되어 있다.

이 때문에, Z축 러너 블록(344)이 Z축 레일(346)에 대하여 이동하면, 다수의 볼(344b)이 홈(344a, 346a 및 344a', 346a')을 구르면서 리테이너(344r)와 함께 순환로를 순환한다. 이 때문에, 레일축방향 이외의 방향으로 대하중이 가해지고 있었다고 해도, 다수의 볼로 러너 블록을 지지 가능함과 아울러 볼(344b)이 구름으로써 레일축방향의 저항이 작게 유지되므로, Z축 러너 블록(344)을 Z축 레일(346)에 대하여 원활하게 이동시킬 수 있다. 또한, 퇴피로(344c, 344c') 및 U자로(344d, 344d')의 내경은 볼(344b)의 직경보다 다소 크게 되어 있다. 이 때문에, 퇴피로(344c, 344c') 및 U자로(344d, 344d')와 볼(344b) 사이에 발생하는 마찰력은 매우 적으며, 그것에 의해 볼(344b)의 순환이 방해되지는 않는다.

또, 볼(344b) 사이에 경도가 낮은 리테이너(344r)의 스페이서부(344rs)를 개재시킴으로써, 볼(344b)끼리가 대략 한점에서 직접 접촉함으로써 생기는 유막 찢어짐이나 마모가 방지되고, 마찰 저항이 적어지며, 수명도 대폭 연장된다.

X축 액추에이터(100) 및 Y축 액추에이터(200)도 가동부 지지 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. X축 액추에이터(100)의 가동부는 구동 방향(X축)과 수직인 2방향(Y축 및 Z축 방향)에 있어서 양측으로부터 가이드 프레임으로 지지되어 있다. 마찬가지로, Y축 액추에이터(200)의 가동부는 구동 방향(Y축)과 수직인 2방향(Z축 및 X축 방향)에 있어서 양측으로부터 가이드 프레임으로 지지되어 있다. X축 액추에이터(100) 및 Y축 액추에이터(200)는 모두 가동부가 길이 방향을 수평을 향하게 하여 배치된다. 그 때문에, 가동부 지지 기구를 구비하고 있지 않은 종래의 액추에이터에서는 가동부가 로드만으로 편측 지지되게 되고, 가동부의 선단측(진동 테이블(400)측)이 자중에 의해 하방으로 늘어뜨려져, 이것이 구동시의 프릭션이나 불필요한 진동의 원인이 되었다. 본 실시형태에서는, X축 액추에이터(100) 및 Y축 액추에이터(200)의 가동부가 하방으로부터 가이드 프레임에 의해 지지되기 때문에, 이러한 문제도 해소되고 있다.

(제2 실시형태)

다음에, 도 10~도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 동전형 2축 가진 장치(1000)(이하, 「가진 장치(1000)」이라고 줄임) 에 대해서 설명한다.

상기 서술한 제1 실시형태의 가진 장치(1)에서는, 각 액추에이터의 본체(101, 201, 301)(구체적으로는 고정부)가 각각 고정 블록(110, 210, 310)을 통하여 장치 베이스(50)에 강체 지지되어 있다. 그 때문에, 각 액추에이터의 고정부의 진동이 장치 베이스(50) 및 다른 액추에이터(100, 200, 300)를 통하여 진동 테이블(400)에 전달되어, 진동의 노이즈 성분이 될 수 있다. 본 실시형태의 가진 장치(1000)에서는 후술하는 바와 같이 각 액추에이터의 고정부가 강한 진동이 발생하는 구동 방향에 있어서 공기 스프링을 통하여 장치 베이스에 지지되는 구성을 가지고 있다. 그 때문에, 제1 실시형태의 가진 장치(1)와 비교해도, 더욱 고정밀한 가진이 가능하게 되어 있다.

도 10, 도 11 및 도 12는 각각 가진 장치(1000)의 정면도, 평면도 및 측면도(도 10에 있어서의 좌측면을 나타내는 도면)이다. 이하의 제2 실시형태의 설명에 있어서는, 도 10에 있어서의 우방향을 X축 정방향, 지면 표측으로부터 이측을 향하는 방향을 Y축 정방향, 상방향을 Z축 정방향으로 한다. 또한, Z축 방향은 연직 방향이며, X축 및 Y축 방향은 수평 방향이다. 또, 제1 실시형태와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 유사한 참조 부호를 사용하고, 공통되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

가진 장치(1000)는 공시체(도시하지 않음)를 X축 방향 및 Z축 방향의 2방향으로 가진 가능하게 구성되어 있고, 공시체가 부착되는 진동 테이블(1400)과, 진동 테이블(1400)을 X축 및 Z축 방향으로 각각 가진하는 2개의 액추에이터(X축 액추에이터(1100) 및 Z축 액추에이터(1300))와, 각 액추에이터(1100 및 1300)를 지지하는 장치 베이스(1050)를 구비하고 있다. 진동 테이블(1400)은 일측면이 Z축 슬라이더(1160)를 통하여 X축 액추에이터(1100)에 연결되어 있고, 하면이 한 쌍의 X축 슬라이더(1360)를 통하여 Z축 액추에이터(1300)에 연결되어 있다. 또, 가진 장치(1000)도 제1 실시형태의 가진 장치(1)와 마찬가지로, 도시하지 않는 2축 진동 픽업, 계측부, 제어부, 입력부 및 전원부를 구비하고 있다. 또한, 각 액추에이터(1100, 1300)의 내부 구조 및 장치 베이스(1050)의 구성은, 제1 실시형태의 가진 장치(1)의 구성과 동일한 것이다.

X축 액추에이터(1100)는 지지 유닛(1110)에 의해 장치 베이스(1050)의 천판(1056) 상에 고정되어 있다. 지지 유닛(1110)은 천판(1056) 상에 부착된 한 쌍의 역T자형상의 고정 블록(1112)과, X축 액추에이터(1100)의 고정부(1120)의 양측면에 각각 부착된 한 쌍의 직사각형판형상의 가동 블록(1118)과, 고정 블록(1112)과 가동 블록(1118)을 X축 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결하는 한 쌍의 리니어 가이드(1114)를 구비하고 있다. 각 리니어 가이드(1114)는 역T자형상의 고정 블록(1112)의 다리부(1112b)의 상면에 부착된 X축 방향으로 연장되는 레일(1114a)과, 가동 블록(1118)의 하면에 부착된 레일(1114a)과 걸어맞춰지는 한 쌍의 러너 블록(1114b)을 구비하고 있다. 또, 고정 블록(1112)의 다리부(1112b)의 X축 정방향측면에는 상방으로 연장되는 가지부(1112a)가 고정되어 있다. 가동 블록(1118)의 X축 정방향측면은 상하로 배열된 한 쌍의 공기 스프링(1116)을 통하여 고정 블록(1112)의 가지부(1112a)에 연결되어 있다. 이와 같이, X축 액추에이터의 고정부(1120)가 리니어 가이드(1114) 및 공기 스프링(1116)으로 이루어지는 고정부 지지 기구에 의해, 고정 블록(1112)(나아가서는 장치 베이스(1050))에 대하여 구동 방향(X축 방향)으로 부드럽게 지지되어 있다. 그 때문에, X축 액추에이터(1100)의 구동시에 고정부(1120)에 가해지는 X축 방향의 강한 반력(가진력)은 장치 베이스(1050)에 직접 전달되지 않고, 공기 스프링(1116)에 의해 특히 고주파 성분이 크게 쇠퇴되고 나서 장치 베이스(1050)에 전해진다. 따라서, 진동 테이블(1400)에 전달되는 진동 노이즈가 크게 저감된다.

Z축 액추에이터(1300)는 그 Y축 방향 양측에 배치된 한 쌍의 지지 유닛(1310)에 의해 장치 베이스(1050)의 천판(1056) 상에 고정되어 있다. 또, Z축 액추에이터(1300)의 하부는 장치 베이스(1050)의 천판(1056)에 설치된 개구(1057)를 통과하여, 장치 베이스(1050) 내에 수용되어 있다. 각 지지 유닛(1310)은 가동 블록(1318), 한 쌍의 앵글(1312) 및 한 쌍의 리니어 가이드(1314)를 구비하고 있다. 가동 블록(1318)은 Z축 액추에이터의 고정부(1320)의 측면에 부착된 지지 부재이다. 한 쌍의 앵글(1312)은 가동 블록(1318)의 X축 방향 양단면과 각각 대향하여 배치되어 있고, 천판(1056) 상에 부착되어 있다. 가동 블록(1318)의 X축 방향 양단과 각 앵글(1312)은 한 쌍의 리니어 가이드(1314)에 의해, 각각 Z축 방향으로 슬라이딩이 자유롭게 연결되어 있다. 가동 블록(1318)은 앵글 블록(1318a), 평판 블록(1318b) 및 한 쌍의 T자 블록(1318c)을 가지고 있다. L자형상의 앵글 블록(1318a)의 일방의 부착면은 Z축 액추에이터의 고정부(1320)의 측면에 고정되어 있다. 앵글 블록(1318a)의 상방을 향한 타방의 부착면에는 X축 방향으로 연장되는 대략 직사각형판형상의 평판 블록(1318b)이 길이 방향 대략 중앙에서 고정되어 있다. 평판 블록(1318b)의 X축 방향 양단부의 상면에는 T자 블록(1318c)의 다리부(1318d)가 부착되어 있다. T자 블록(1318c)의 부착면(가동 블록(1318)의 X축 방향 양단면)에는 Z축 방향으로 연장되는 리니어 가이드(1314)의 레일(1314a)이 부착되어 있다. 또, 각 앵글(1312)에는 대향하는 레일(1314a)과 걸어맞춰지는 러너 블록(1314b)이 부착되어 있다. 또, 앵글 블록(1318a)의 X축 방향 양측에는 장치 베이스(1050)의 천판(1056)과 평판 블록(1318b)으로 끼워진 한 쌍의 공기 스프링(1316)이 배치되어 있고, 가동 블록(1318)은 한 쌍의 공기 스프링(1316)을 통하여 천판(1056)에 지지되어 있다. 이와 같이, Z축 액추에이터(1300)도 X축 액추에이터(1100)와 마찬가지로, 고정부(1320)가 리니어 가이드(1314) 및 공기 스프링(1316)으로 이루어지는 고정부 지지 기구에 의해 장치 베이스(1050)에 대하여 구동 방향(Z축 방향)으로 부드럽게 지지되어 있다. 그 때문에, Z축 액추에이터(1300)의 구동시에 고정부(1320)에 가해지는 Z축 방향의 강한 반력(가진력)은 장치 베이스(1050)에는 직접 전달되지 않고, 공기 스프링(1316)에 의해 특히 고주파 성분이 크게 쇠퇴되기 때문에, 진동 테이블(1400)에 전달되는 진동 노이즈가 크게 저감된다.

이상이 본 발명의 실시형태의 설명이다. 본 발명의 실시형태는 상기에 설명한 것에 한정되지 않고, 특허청구범위의 기재에 의해 표현된 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경할 수 있다.

예를 들면, 상기한 제1 실시형태의 가진 장치(1) 및 제2 실시형태의 가진 장치(1000)는 각각 3축 및 2축의 동전형 가진 장치의 각 액추에이터에 본 발명을 적용한 실시예이지만, 당연히 본 발명은 1축 동전형 가진 장치에 적용할 수도 있다.

또, 상기한 제1 실시형태에 있어서는, 동전형 액추에이터(300)의 가동부(350)는 통형상체(322)의 축선의 주위에 대략 등간격으로 배치된 4개의 가동부 지지 기구(340)에 의해 측방으로부터 지지되어 있지만, 본 발명의 실시형태의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 다른 실시형태에 있어서는, 가동부가 통형상체의 축선의 주위에 대략 등간격으로 배치된 2개 이상(보다 바람직하게는 3개 이상)의 임의의 수의 가동부 지지 기구에 의해 측방으로부터 지지되는 구성으로 해도 된다.

또, 상기한 제1 실시형태에 있어서는, 통형상체(322)의 상면에 고정한 가이드 프레임(342)을 통하여 러너 블록을 고정하고 있지만, 통형상체(322)의 내주면에 직접 러너 블록을 고정해도 된다.

또, 상기한 제2 실시형태에서는, 고정부 지지 기구의 진동을 쇠퇴시키는 완충 수단으로서 공기 스프링(1116, 1316)이 사용되고 있지만, 방진 효과가 있는 다른 종류의 스프링(예를 들면 강제의 코일 스프링)이나 탄성체(방진 고무 등), 전자력의 반발력을 이용한 댐퍼 장치 등을 사용하는 구성으로 할 수도 있다.

또, 본 발명의 실시형태에 따른 직동 액추에이터는 가진 장치 이외의 장치에도 사용할 수 있다. 예를 들면, 공시체의 인장·압축 시험을 행하는 만능 시험 장치(재료 시험 장치), 정밀 위치 결정 장치, 잭 장치(강중기)의 액추에이터로서 사용할 수 있다.

또, 상기한 실시형태에 있어서는, 진동 테이블의 속도를 제어 변수로 하여 각 액추에이터의 구동이 제어되지만, 진동 테이블의 변위나 가속도를 제어 변수로 한 제어를 행하는 구성으로 할 수도 있다. 또, 진동 테이블이 아니라, 각 액추에이터의 가동부나 공시체의 변위, 속도 또는 가속도를 제어 변수로 하여 각 액추에이터의 구동을 제어하는 구성으로 해도 된다.

1, 1000…동전형 가진 장치(가진 장치)
10…제어부
20…계측부
30…전원부
40…입력부
50…장치 베이스
100, 1100…X축 액추에이터
160, 1160…YZ 슬라이더
200, 1200…Y축 액추에이터
260, 1260…ZX 슬라이더
300, 1300…Z축 액추에이터
360, 1360…XY 슬라이더
400…진동 테이블

Claims

통형상의 고정부와,
상기 고정부의 중공부 내에 일부가 수용되고, 상기 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와,
상기 가동부를 상기 축선 방향으로 왕복 이동 가능하게 측방으로부터 지지하는 복수의 가동부 지지 기구
를 구비하고,
상기 가동부는
선단측의 부분이 상기 고정부의 중공부 밖으로 돌출되고,
후단측의 부분이 상기 중공부 내에 수용되며,
상기 가동부 지지 기구가 리니어 가이드를 구비하고,
상기 리니어 가이드가
상기 가동부의 상기 선단측의 부분의 측면에 부착된 상기 축선 방향으로 연장되는 레일과,
상기 레일 상을 구름 운동 가능한 복수의 전동체(轉動體)와,
상기 고정부에 부착되고 상기 전동체를 통하여 상기 레일 상을 이동 가능한 러너 블록
을 구비하고,
상기 레일의 전체 길이가 상기 선단측의 부분의 측면에 지지되고,
상기 가동부 지지 기구가 상기 고정부의 축선의 주위에 등간격으로 배치된
동전형 액추에이터.
제 1 항에 있어서, 2쌍의 상기 가동부 지지 기구를 구비하고,
상기 가동부가 상기 2쌍의 가동부 지지 기구에 의해 직교 2방향에서 양측으로부터 끼워진
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 고정부의 축선이 수평 방향을 향하도록 가로 배치되고,
상기 가동부 지지 기구의 하나가 상기 고정부의 축선 아래에 배치된
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 가동부가 이 가동부의 일단으로부터 돌출하여 상기 고정부의 축선 상으로 연장되는 로드를 구비하고,
상기 고정부가 상기 로드를 상기 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 축받이를 구비한
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 가동부가
원기둥형상의 가동 프레임과,
상기 가동 프레임의 후단부에 부착된 구동 코일
을 구비하고,
상기 가동 프레임의 상기 후단측의 부분이 상기 고정부의 중공부 내에 수용되고,
상기 가동 프레임의 상기 선단측의 부분이 상기 중공부 밖으로 돌출되고, 이 선단측의 부분의 측면에 상기 레일이 부착된
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 5 항에 있어서, 상기 고정부가 상기 축선 방향으로 나란하게 배치된 2개의 여자 코일을 가지고,
상기 구동 코일이 상기 축선 방향에 있어서 상기 2개의 여자 코일 사이에 배치된
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 6 항에 있어서, 상기 고정부가
자성체로 형성된 통형상체와,
자성체로 형성되고, 상기 통형상체의 중공부 내에 동축에 배치된 내측 자극을 가지고,
상기 통형상체의 내주에는 상기 2개의 여자 코일이 각각 수용된 2개의 오목부가 형성되고,
상기 통형상체의 상기 2개의 오목부로 끼워진 부분의 내주면과 상기 내측 자극의 외주면으로 끼워진 간극에 상기 구동 코일이 배치된
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 1 항에 있어서, 상기 가동부 지지 기구가
상기 축선 방향에 있어서의 상기 가동부의 선단면과 상기 리니어 가이드를 연결하는 L자형상의 가이드 프레임을 구비한
것을 특징으로 하는 동전형 액추에이터.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 동전형 액추에이터와,
상기 동전형 액추에이터의 상기 가동부의 선단에 연결된 진동 테이블
을 구비한 가진 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 동전형 액추에이터를 2개 구비하고,
상기 동전형 액추에이터의 일방이 제1 방향에 구동축을 가지는 제1 액추에이터이며,
상기 동전형 액추에이터의 타방이 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 구동축을 가지는 제2 액추에이터이며,
상기 진동 테이블과 상기 제1 액추에이터를 상기 제2 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결하는 제1 슬라이더와,
상기 진동 테이블과 상기 제2 액추에이터를 상기 제1 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결하는 제2 슬라이더
를 구비한
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 동전형 액추에이터로서, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향에 구동축을 가지는 제3 액추에이터와,
상기 진동 테이블과 상기 제3 액추에이터를 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결하는 제3 슬라이더
를 구비하고,
상기 제1 슬라이더가 상기 진동 테이블과 상기 제1 액추에이터를 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결하고,
상기 제2 슬라이더가 상기 진동 테이블과 상기 제2 액추에이터를 상기 제1 방향 및 상기 제3 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결하는
것을 특징으로 하는 가진 장치.