KR20060112245A

KR20060112245A - 선형 모터용 브레이크장치 및 선형 모터의 가동부의위치결정방법

Info

Publication number: KR20060112245A
Application number: KR1020060037704A
Authority: KR
Inventors: 히사시 야지마; 노부히로 후지와라
Original assignee: 에스엠씨 가부시키 가이샤
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2006-10-31
Also published as: DE102006009311B4; TWI298372B; DE102006009311A1; US20060237268A1; JP4441792B2; TW200637984A; KR100745568B1; US7770700B2; CN1854551A; CN100439741C; JP2006307882A

Abstract

코일(36a, 36b)에 의해 발생되는 각 자속이 판스프링(46)의 내부를 통과하면, 상기 판스프링(46), 나사(48) 및 자속통과부재(52)에는, 상기 각 자속에 기인하는 전자력이 발생한다. 그러므로, 브레이크패드(50)는, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 대해 가세되는 상기 전자력의 작용에 의해 슬라이드테이블(32)로부터 이간한다. 한편, 상기 코일(36a, 36b)로부터의 각 자속의 발생이 정지하면, 상기 전자력이 소멸되고, 그러므로 상기 브레이크패드(50)는 상기 판스프링(46)의 탄발력의 작용으로 슬라이드테이블(32)을 압박한다.

브레이크패드, 선형 모터

Description

선형 모터용 브레이크장치 및 선형 모터의 가동부의 위치결정방법{BRAKE APPARATUS FOR LINEAR MOTOR AND METHOD FOR POSITIONING MOVABLE SECTION OF LINEAR MOTOR}

도1은, 본 실시형태에 있어서의 브레이크장치가 설치된 선형 모터의 사시도.

도2는, 도1의 선형 모터의 분해사시도.

도3은, 도1 및 도2의 브레이크장치의 확대사시도.

도4는, 도1의 IV-IV선을 따른 종단면도.

도5는, 도1의 V-V선을 따른 종단면도.

도6은, 가이드레일의 일측 단부에 화살표 A1방향으로 배치된 브레이크 장치가 설치된 선형 모터의 사시도.

(부호의 설명)

10 … 선형 모터용 브레이크장치 12 … 선형 모터

14, 36a, 36b … 코일 16 … 고정부

20 … 가동부 22 … 가이드레일

32 … 슬라이드테이블 44 … 지지부

46 … 판스프링 47a … 기단부

47b … 선단부 50 … 브레이크패드

52 … 자속통과부재 54a, 54b … 자속발생부

56 … 쐐기 58 … 스페이서

60 … 오목부 62 … 좌금

70a, 70b … 철심 72a, 72b … 플랜지

80a~80c … 자로

본 발명은, 선형 모터의 고정부에 대한 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정에 사용되는 선형 모터용 브레이크장치 및 상기 가동부의 위치결정 방법에 관한 것이다.

선형 모터는, 그 가동부 및 고정부의 어느 한 쪽에 배치되는 코일을 포함하고, 필요에 따라서 상기 가동부 및 고정부의 다른 쪽에 영구자석이 배치돼서, 상기 영구자석은 상기 코일에 대치된다. 상기 코일에 전류를 흐르게 하였을 때에 플래밍의 왼손법칙에 기초하여 발생되는 추력으로 상기 가동부를 상기 고정부에 대해 변위시킨다. 이 경우, 상기 가동부에는 브레이크장치가 배치된다. 상기 코일로 전류의 공급이 정지하였을 때나 상기 가동부가 소정의 위치까지 변위하였을 때에는, 상기 브레이크장치의 구동에 의해 상기 가동부는 상기 고정부에 대해 소정의 위치에 서 위치결정된다(일본특허공개 2000-184686 및 평8-251904 참조).

일본특허공개 2000-184686에 개시되어 있는 브레이크장치의 경우에, 상기 가동부의 측부에 판형상부재를 통하여 전자석 및 브레이크패드가 부착되고, 상기 가동부의 측부에 대향하는 상기 고정부의 한쪽 측부에, 상기 전자석 및 상기 브레이크패드에 대향하여 브레이크용 베이스가 배치된다. 이 경우, 상기 전자석으로의 작용되는 전력을 정지하면, 상기 전자석과 상기 브레이크패드와의 사이에 배치된 코일스프링의 가세력으로 당해 브레이크패드가 상기 브레이크용 베이스를 압압한다. 그러므로, 상기 가동부는 상기 고정부에 대해 소정의 위치에서 위치결정된다.

또, 일본특허공개 평8-251904에 개시되어 있는 브레이크장치의 경우에, 상기 가동부의 측부로부터 판형상부재가 고정부의 한쪽 측부를 따라서 연재한다. 상기 판형상부재의 선단부에는, 전자석이 상기 고정부의 측부와 대향하여 배치된다. 이 경우, 상기 전자석에 작용되는 전력을 정지하면, 상기 전자석의 선단부에 부착된 영구자석으로부터의 자속에 기인하는 전자력에 의해, 상기 전자석이 상기 영구자석을 사용하는 상기 고정부의 측부를 압압한다. 그러므로, 상기 가동부는 상기 고정부에 대해 소정의 위치에서 위치결정된다.

최근 선형 모터에는, 예를 들면, 1㎛이하의 범위에서 정확한 위치결정이 수행되는 것이 필요로 되고 있다. 이와 같은 고정밀도의 위치결정을 달성하기 위해서는, 브레이크장치를 사용하여 상기 고정부에 대하여 상기 선형 모터의 가동부를 정확하게 위치결정해야 한다. 그러기 위해서는, 브레이크패드와 상기 브레이크패드의 고정부재와의 사이에 있어서의 백래시를 가능한 한 작게 감소시키는 것과 동시에, 상기 브레이크패드와 상기 가동부와의 백래시 및 위치이탈을 가능한 한 작게 억제하여야 한다.

그러나, 일본특허공개 2000-184686에 개시된 브레이크장치의 경우에는, 브레이크패드와 그 고정부재와의 사이의 움직임에 백래시가 발생하고, 상기한 1㎛ 이하의 정밀도로 상기 고정부에 대해 상기 가동부의 위치결정을 실시할 수가 없다. 한편, 일본특허공개 평8-251904에 개시된 브레이크장치의 경우에는, 전자석과 브레이크패드가 일체화되어 있으나, 상기 전자석을 지지하는 판스프링의 강성이 확보되어 있지 않다. 그러므로, 상기 가동부의 상기 고정부에 대한 위치결정을 실시하여도, 상기 브레이크장치에 대한 상기 가동부의 위치이탈을 방지할 수가 없다. 또한, 일본특허공개 2000-184686 및 평8-251904의 경우에는, 브레이크패드의 강성이 확보되어 있지 않다. 그러므로, 가동부의 고정부에 대한 위치결정을 실시하여도, 상기 브레이크패드의 변형에 의해, 일단 위치결정된 상기 가동부가 위치이탈을 한다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여 실시된 것으로서, 가동부를 고정부에 대하여 고정밀도로 위치결정하는 것과 동시에, 상기 위치결정된 가동부의 위치이탈을 확실하게 방지하는 것이 가능한 선형 모터용 브레이크장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 장점은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시예에 의해 도시되는 첨부되는 도면과 함께 아래 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명은, 선형 모터의 고정부에 대해 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정이 가능한 선형 모터용 브레이크장치에 있어서, 상기 브레이크장치는, 상기 가동부로부터 이간하고, 또 상기 고정부에 배치된 지지부; 상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되며, 상기 기단부를 지지점으로 하여 선단부가 탄발력에 의해 상기 가동부를 압박가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재; 및 상기 탄성부재와 겹쳐지고, 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고, 상기 자속발생부로부터 발생하는 자속이 상기 탄성부재의 내부를 통과할 때에 상기 자속에 기인하는 전자력에 따라 상기 탄성부재의 선단부는 상기 탄발력에 대항하여 상기 가동부로부터 이간하는 것이 가능하고, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 저하 또는 정지에 의해 상기 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에, 상기 탄성부재의 선단부는, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부를 압박하여 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 위치결정을 실시하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치이다.

상기 탄성부재의 선단부에 상기 가동부와 면접촉하도록 배치되는 브레이크패드를 더 포함하고, 상기 자속이 상기 탄성부재의 내부를 통과할 때에, 상기 브레이크패드는, 상기 전자력에 의해 상기 탄발력에 대항하여 상기 가동부로부터 이간하는 것이 가능하며, 상기 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에, 상기 브레이크패드 는, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부를 면접촉으로 압박하여 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 위치결정을 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 브레이크패드는 수지재료, 엔지니어링 플라스틱 재료, 고무재료, 또는 서멧재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재의 선단부에 자성체로 이루어지는 상기 고정부에 대향하여 배치되는 자성체로 이루어지는 자속통과부재를 더 포함하고, 상기 자속발생부로부터 상기 자속이 발생하였을 때에, 상기 자속발생부, 상기 탄성부재, 상기 자속통과부재 및 상기 고정부를 상기 자속의 자로(磁路)가 통과하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탄성부재는 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 자속발생부는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 브레이크장치는, 상기 고정부와, 상기 고정부에 대향하여 배치된 상기 가동부와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 지지부는 상기 고정부의 표면에 배치되는 높이조절용 쐐기와, 상기 쐐기 상에 배치되는 스페이서와, 상기 스페이서 위에 배치되는 좌금을 포함하고, 상기 탄성부재의 상기 기단부가 상기 스페이서와 상기 좌금 사이에 개재되며, 상기 쐐기와 상기 스페이서는 나사에 의해 상기 고정부에 고정되고, 상기 탄성부재의 기단부와 상기 좌금은 나사에 의해 상기 스페이서에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 브레이크장치는, 상기 고정부의 변위방향으로 상기 고정부의 일단부와 타단부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또 다른 발명은, 브레이크장치를 사용하여 선형 모터의 고정부에 대한 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정을 실시하는 위치결정 방법으로서, 상기 브레이크장치는, 상기 가동부로부터 이간하고 상기 고정부에 배치되는 지지부와, 상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되고 상기 기단부를 지지점으로 하여 가세되는 탄발력에 의해 상기 선단부가 상기 가동부를 압박하는 것이 가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재와, 상부에서 보았을 때 상기 탄성부재와 겹쳐지고 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고, 상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 압박하고 있는 상태에서, 상기 자속발생부에 의해 발생되어 상기 탄성부재의 내부를 통과하는 자속에 기인하는 전자력에 의해 상기 탄성부재의 선단부를 상기 가동부로부터 이간시키는 제1스텝; 상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부로부터 이간한 상태에서, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 변위시키는 제2스텝; 상기 가동부가 소정의 위치까지 변위하였을 때에, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 발생을 정지시켜 상기 전자력을 소멸시키는 것에 의해, 상기 탄성부재의 선단부를 상기 탄발력에 의해 상기 가동부에 대해 압박하여, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 위치결정하는 제3스텝; 및 상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 위치결정한 상태에서, 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 변위동작을 정지시키는 제4스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법이다.

또 다른 발명은, 선형 모터용 브레이크장치를 사용하여 선형 모터의 고정부에 대한 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정을 실시하는 위치결정 방법으로서, 상기 브레이크장치는, 상기 가동부로부터 이간하고 상기 고정부에 배치되는 지지부 와, 상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되고 상기 기단부를 지지점으로 하여 가세되는 탄발력에 의해 상기 선단부가 상기 가동부를 압박하는 것이 가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재와, 상부에서 보았을 때 상기 탄성부재와 겹쳐지고 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고, 상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 압박하고 있는 상태에서, 상기 자속발생부로부터 발생되어 상기 탄성부재의 내부를 통과하는 자속에 기인하는 전자력에 의해 상기 탄성부재의 선단부로부터 상기 가동부에 대한 압박력을 저감시키는 제1스텝; 상기 압박력이 저감된 상태에서, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 변위시키는 제2스텝; 상기 가동부가 소정의 위치까지 변위하였을 때에, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 발생을 정지시켜서 상기 전자력을 소멸시키는 것에 의해, 상기 탄성부재의 선단부에 가세되는 상기 탄발력에 의해 상기 압박력을 증대시키고, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 위치결정하는 제3스텝; 및 상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 위치결정한 상태에서, 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 변위동작을 정지시키는 제4스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정방법이다.

상기 자속발생부는, 상기 제1 내지 제3 스텝에서 상기 자속의 크기를 조정하는 것에 의하여 상기 전자력의 크기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 가동부는 상기 선형모터가 세워져 위치된 상태에서 상기 고정부에 대해 변위되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치에 대하여, 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법과 관련된 적합한 실시형태를 들고, 첨부한 도면을 참조하면서 이하 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선형 모터용 브레이크장치(10)(이하, '브레이크장치(10)'라고 한다.)를 가지는 선형 모터(12)는 코일(14)이 설치된 고정부(16)와, 상기 코일(14)에 대향하여 배치되는 2개의 영구자석(18a,18b)이 설치된 가동부(20)를 포함한다.

상기 고정부(16)는, 도1~도5에 나타내는 바와 같이, 가이드레일(22)과, 상기 가이드레일(22)의 상면 대략 중앙부분에 배설되는 상기 코일(14)과, 도시하지 않는 전자회로를 내장하는 구동부(24)를 포함한다.

상기 가이드레일(22)의 양 측부에는, 그 베이스로부터 상기 가동부(20)를 향하여 돌출부(26a, 26b)가 돌출하여 형성된다. 상기 각 돌출부(26a, 26b)의 바깥쪽에는, 도1~도3에 나타내는 화살표A 방향을 따라서 연재되는 가이드홈(28a, 28b)이 각각 형성된다. 상기 가이드홈(28a,28b)에 회전부재로써 작용하는 복수의 볼(30a,30b)이 배설된다. 이 경우, 상기 가이드레일(22)과 상기 가동부(20)의 슬라이드테이블(32)은 대략 동일한 폭을 가진다. 상기 가이드레일(22)의 각 돌출부(26a, 26b)는, 상기 슬라이드 테이블(32)의 돌출부(34a, 34b)에 대해 안측으로 형성된다(도4 및 도5 참조).

코일(14)은, 절연막으로 피복된 도전성 소선을 포함하고, 수지로 이루어지는 절연체에 의해 몰드성형된 공심(空芯)의 코일이다.

상기 구동부(24) 내에 내장되는 전자회로는, 상기 코일(14)의 소선과, 브레이크장치(10)를 구성하는 각 코일(36a, 36b)의 소선에 전기적으로 각각 접속된다. 도시하지 않는 외부장치로부터 제공된 제어신호에 기초하여, 상기 각 소선에 대하여 전류를 흐르게 한다. 또, 상기 구동부(24)는, 상기 가동부(20)의 슬라이드테이블(32)이 화살표 A1방향으로 변위하였을 때에, 상기 슬라이드테이블(32)이 화살표 A1의 방향으로 변위하는 것을 저지하는 스토퍼로서도 기능한다. 또한, 도1은, 상기 슬라이드테이블(32)과 상기 구동부(24)가 맞접하여, 상기 가동부(20)의 화살표 A1방향으로의 진행이 정지되어 있는 상태를 나타내고 있다.

또한, 도2에 나타내는 바와 같이, 상기 가이드레일(22)의 상기 구동부(24)에 근접한 개소에는, 복수의 나사홀(38)이 형성된다. 상기 가이드레일(22)은, 상기 각 나사홀(38)에 나사 삽입되는 도시하지 않는 나사를 통하여 다른 부재에 고정될 수 있다.

한편, 상기 가동부(20)는, 도1~도5에 나타내는 바와 같이, 단면이 대략 U자 형상의 슬라이드테이블(32)과, 상기 슬라이드테이블(32) 저면의 대략 중앙부분에, 상기 코일(14)에 대향하여 배치된 두개의 영구자석(18a, 18b)을 포함한다.

상기 슬라이드테이블(32)의 양측부에는, 그 베이스로부터 고정부(16)를 향하여 돌출되는 돌출부(34a, 34b)가 형성된다. 화살표A방향으로 볼(30a, 30b)이 배치될 수 있는 가이드홈(40a, 40b)이 상기 각 돌출부(34a, 34b)의 안쪽을 따라 형성되어 있다. 이 경우, 상기 슬라이드테이블(32)과 가이드레일(22)은, 상기 볼(30a, 30b)에 의해 서로 연결되어 있다(도4 및 도5 참조).

즉, 상기 선형 모터(12)의 경우에는, 상기 가이드홈(28a, 28b)과, 상기 가이드홈(40a, 40b)이 대략 동일한 높이가 되도록 가이드레일(22) 및 슬라이드테이블(32)이 배치된다. 상기 가이드홈(28a, 28b)과 상기 가이드홈(40a, 40b) 사이에 형성되는 간극 내에서, 복수의 볼(30a, 30b)이 유한 길이의 선형 가이드로서 수용되어 있다. 따라서, 각 볼(30a, 30b)의 회전에 의한 안내작용 하에, 상기 가동부(20)는 상기 고정부(16)에 대하여 화살표 A방향으로 변위가 자유롭게 된다.

또, 상기 영구자석(18a, 18b)은 대략 직사각형상이고, 서로 다른 방향으로 자화된다. 상기 영구자석(18a,18b)은 소정의 간격만큼 서로 이간하여 슬라이드테이블(32)의 저면에 고정된다. 예를 들어, 도 1,2,4, 및 5를 참조하여, 상기 영구자석(18a)이 상측으로 자화되면, 상기 영구자석(18b)은 하측으로 자화된다. 또한, 상기 각 영구자석(18a, 18b)의 폭은, 상기 코일(14)의 폭보다도 좁게 설정되어 있다.

또, 슬라이드테이블(32)의 화살표 A방향의 각 단부에는, 복수의 나사홀(42)이 형성되어 있고, 상기 슬라이드테이블(32)은, 상기 각 나사홀(42)에 나사삽입하는 도시하지 않는 나사에 의하여 다른 부재를 고정할 수 있다.

따라서, 상술한 선형 모터(12)의 경우에, 상기 가이드레일(22) 및 상기 슬라이드테이블(32)은 자성체로 구성된다. 상기 볼(30a, 30b)로서 사용되는 구체(球體)는, 자성체로 이루어지는 강구와 비자성체로 이루어지는 구체를 포함한다. 상기 자성체 강구 및 상기 비자성체로 이루어지는 구체는, 화살표 A방향을 따라서 번갈아가며 배설되어 있다.

또, 브레이크장치(10)는, 도1~도5에 나타내는 바와 같이, 가이드레일(22)에 서 화살표 A2방향으로 단부의 상면에 배치되는 지지부(44)를 포함한다. 상기 가동부(20)로부터 이간하여 상기 가이드레일(22)의 상면에 지지부(44)가 배치된다. 판스프링(탄성부재)(46)이 상기 가동부(20)와 고정부(16) 사이에서, 캔틸레버의 형태로 상기 지지부(44)에 의해 지지되는 기단부(proximal end)(47a)를 가진다. 상기 판스프링(46)의 선단부(47b)에 나사(48)에 의해 브레이크패드(50) 및 자속통과부재(52)가 고정된다. 상방으로부터 브레이크장치(10)를 보았을 때에, 상기 판스프링(46)과 겹쳐지고, 또 상기 가동부(20)로부터 이간하여 상기 가이드레일(22)의 상면에 두개의 자속발생부(54a, 54b)가 배치된다.

상기 지지부(44)는, 상기 가이드레일(22)의 상면에 배치된 높이 조정용 쐐기(56)와, 상기 쐐기(56)의 위에 배치된 대략 U자 형상의 단면을 갖는 스페이서(58)와, 상기 스페이서(58)의 상부에 형성된 오목부에 판스프링(46)의 기단부(47a)를 배치한 상태에서, 상기 판스프링(46)의 상기 기단부(47a)상에 위치되는 판형상의 좌금(와셔, washer)(62)을 갖는다.

이 경우, 상기 쐐기(56) 및 상기 스페이서(58)는, 상기 가이드레일(22)에 형성된 도시되지 않은 나사홀과, 상기 쐐기(56) 및 상기 스페이서(58)의 화살표 A방향으로 양 단부에 형성된 도시되지 않은 각 나사홀에 나사결합하는 나사(64)에 의해 상기 가이드레일(22)에 고정된다. 또, 상기 판스프링(46)은, 상기 좌금(62)의 화살표 A방향의 양 단부에 형성된 홀과, 상기 기단부(47a)에 형성된 대응하는 홀과, 상기 오목부(60)에 형성된 대응하는 나사홀 내에 삽입되는 나사(66)에 의해 상기 지지부(44)에 고정되고, 여기서 상기 기단부(47a)는 상기 오목부(60) 내에 배치 되고, 상기 기단부(47a)의 상면에 좌금(62)이 재치된다.

또한, 상기 지지부(44)는, 상기 쐐기(56), 상기 스페이서(58), 상기 판스프링(46)의 상기 기단부(47a), 및 상기 좌금(62)의 각 측면이 상기 돌출부(26a)의 일측에 위치하여 상기 돌출부(26a)와 접촉하도록 배치되어 있다.

판스프링(46)의 기단부(47a)는 상기 지지부(44)에 의해 캔틸레버의 형태로 지지된다. 상기 판스프링(46)은 가이드레일(22)의 상면 및 슬라이드테이블(32)의 저면을 따라서 상기 지지부(44)로부터 상기 돌출부(26b)를 향하여 연재하고 있다.(도2, 4 및 5 참조) 이 경우, 상기 판스프링(46)의 선단부(47b)는, 상기 판스프링(46)이 갖는 탄발력에 의해, 상기 기단부(47a)를 지지점으로 하여 상기 가동부(20) 측으로 변위할 수가 있다.

그리고, 상기 슬라이드테이블(32)과 대면하는 측부에, 상기 판스프링(46)의 선단부(47b)의 상면상에 판형상의 브레이크패드(50)가 배치된다. 상기 가이드레일(22) 측부 상의 저면에는 블록형상의 자속통과부재(52)가 배치된다. 상기 브레이크패드(50)의 화살표 A방향의 양 단부에 형성된 홀과, 상기 판스프링(46)의 상기 선단부(47b)에 형성된 각 홀과, 상기 각 홀에 대응하여 상기 자속통과부재(52)에 형성된 나사홀을 통해 나합되는 나사(48)에 의해, 상기 브레이크패드(50) 및 상기 자속통과부재(52)가 상기 판스프링(46)의 선단부(47b)에 고정된다.

여기서, 상기 브레이크패드(50)의 상면은, 상기 자속발생부(54a, 54b)에 의해 자속이 발생하고 있지 않은 경우, 슬라이드테이블(32)의 저면에 면접촉으로 맞접하고 있다. 즉, 이 조건에서, 상기 브레이크패드(50)는, 브레이크장치(10)를 구 성하는 다른 부재의 상면의 높이보다도 높게 위치된다.(도4 참조).

상기 자속발생부(54a, 54b)는, 도2~도5에 나타내는 바와 같이, 상기 지지부(44)와 상기 자속통과부재(52)와의 사이의 가이드레일(22)의 상면에 배치된다. 상기 자속발생부(54a, 54b)는 그 주위로 감은 도전성의 소선을 포함하는 중공원통형상의 코일(36a,36b)가 설치된 전자석으로써 구성된다. 또한, 상기 자속발생부(54a, 54b)는 절연막으로 피복되고, 수지로 이루어지는 절연체에 의해 몰드성형된다. 상기 코일(36a, 36b) 내로 철심(70a, 70b)이 삽입된다.

플랜지(72a, 72b)가 상기 각 철심(70a, 70b)의 상부에 형성되고, 그 지름외측방향으로 팽출된다. 상기 철심(70a, 70b)을 상기 코일(36a, 36b)에 삽입관통시키면, 상기 코일(36a, 36b)의 상면에 상기 플랜지(72a, 72b)가 위치된다. 이 경우, 상기 코일(36a, 36b) 및 상기 철심(70a, 70b)은, 상기 철심(70a, 70b)에 형성된 나사홀과 가이드레일(22)에 형성된 나사홀에 나사결합하는 나사(74a, 74b)에 의해 상기 가이드레일(22)에 고정된다.

상기 브레이크장치(10)(도1~도5 참조)는, 판스프링(46), 나사(48, 66, 74a, 74b), 자속통과부재(52), 쐐기(56), 스페이서(58), 좌금(62) 및 자성체로 구성된 철심(70a, 70b)을 포함한다. 이 결과, 상기 구동부(24)로부터 상기 코일(36a, 36b)의 소선에 전류를 흐르게 하면, 자속이 발생되고, 여기서 상기 자속이 자성체인 판스프링(46) 내를 통과하고, 또 상기 나사(48) 및 상기 자속통과부재(52)를 통과한다. 따라서, 상기 자속으로부터 기인하는 전자력이 상기 판스프링(46)의 복원력에 대해 가세되고, 상기 판스프링(46)의 선단부(47b), 상기 나사(48) 및 상기 자속통 과부재(52)에 작용한다. 또한, 상술한 바와 같이 브레이크장치(10)의 상기 모든 부재를 자성체로 구성할 필요는 없다. 또한 상기 브레이크장치(10)는 예를 들면, 상기 판스프링(46)에 상기 전자력이 작용하도록, 상기 판스프링(46), 나사(48), 자속통과부재(52), 스페이서(58) 및 철심(70a, 70b)만을 자성체로 구성하는 방식으로 이루어질 수도 있다.

또, 상기 브레이크패드(50)는, 수지재료, 엔지니어링 플라스틱재료 또는 고무재료로 구성할 수도 있다. 그러나, 바람직하게는, 상기한 각 재료보다도 큰 마찰계수, 내열성 및 내마모성을 갖는 서멧재료로 상기 브레이크패드(50)를 구성하면, 상기 브레이크패드(50)의 상면을 슬라이드테이블(32)의 저면에 면접촉시켜서 가동부(20)를 소정의 위치에서 위치결정할 때에, 보다 높은 정밀도로 상기 가동부(20)를 위치결정할 수가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 브레이크장치(10)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성된다. 다음에, 상기 브레이크장치(10)에 의한 상기 가동부(20)의 브레이크동작(고정부(16)에 대한 가동부(20)의 위치결정 유지)에 대하여, 도1~도5를 참조하면서 설명한다.

여기서는, 상기 가동부(20)를 도1에 나타내는 위치로부터 화살표 A2방향의 소정의 위치까지 변위시키는 경우(케이스1)와, 선형 모터(12)를 세우는 방식으로 배설한 상태에서 상기 가동부(20)를 도1에 나타내는 위치로부터 화살표 A2방향의 소정의 위치까지 변위시키는 경우(케이스2)에 관련하여, 상기 브레이크장치(10)를 사용하여 상기 가동부(20)를 위치결정하고 고정하는 동작에 대하여 설명한다. 또, 케이스2에서는, 상기 화살표 A2방향을 연직하방향으로 가정한다.

먼저, 케이스1에 있어서의 가동부(20)의 위치결정 동작에 대하여 설명한다.

상기 구동부(24)에 의해 상기 코일(36a, 36b)의 각 소선에 대한 전력이 없는 경우, 상기 브레이크패드(50)는, 도4에 나타내는 바와 같이, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 의해 상기 슬라이드테이블(32)의 저면을 압박한다(즉, 도4에 나타내는 화살표 방향의 압박력). 그러므로, 상기 슬라이드테이블(32)은, 도1에 나타내는 위치에서 고정되고 유지된다. 또, 선형 모터(12) 내에는, 상기 영구자석(18a, 18b)으로부터 발생하는 자속에 의해 도시하지 않는 자로가 형성되어 있다.

이어서, 상기 구동부(24)로부터 상기 코일(36a, 36b)의 각 소선에 전류를 흐르게 한 경우, 상기 코일(36a, 36b)의 상기 각 소선을 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속에 의해, 상기 선형 모터(12) 내에는, 도5에 나타내는 자로(80a, 80b, 80c)가 형성된다.

상기 자로(80a)는, 상기 코일(36a)로부터 발생하는 자속이 통과하는 자로이다. 상기 자로(80a)는, 상기 철심(70a) 및 나사(74a)와, 상기 철심(70a) 및 상기 나사(74a)와 판스프링(46) 사이의 갭과, 상기 판스프링(47)과, 상기 나사(48) 및 자속통과부재(52)와, 상기 나사(48) 및 상기 자속통과부재(52)와 가이드레일(22) 사이의 갭과, 상기 가이드레일(22)과, 다시 상기 철심(70a) 및 상기 나사(74a)를 경로로 하고 있다.

또, 상기 자로(80b)는, 상기 코일(36b)로부터 발생하는 자속이 통과하는 자로이다. 상기 자로(80b)는, 상기 철심(70b) 및 나사(74b)와, 상기 철심(70b) 및 상 기 나사(74b)와 판스프링(46) 사이의 갭과, 상기 판스프링(46)과, 나사(48) 및 자속통과부재(52)와, 상기 나사(48) 및 상기 자속통과부재(52)와 가이드레일(22) 사이의 갭과, 상기 가이드레일(22)과, 다시 상기 철심(70b) 및 상기 나사(74b)를 경로로 하고 있다.

또한, 상기 자로(80c)는, 코일(36a)로부터 발생하는 자속이 통과하는 자로이다. 상기 자로(80c)는, 철심(70a) 및 나사(74a)와, 상기 철심(70a) 및 상기 나사(74a) 및 판스프링(46) 사이의 갭과, 상기 판스프링(46)과, 나사(66), 스페이서(58) 및 쐐기(56)와, 가이드레일(22)과, 다시 상기 철심(70a) 및 상기 나사(74a)를 경로로 하고 있다.

그리고, 상기 판스프링(46)의 철심(70a, 70b)과의 대향부분 및 자속통과부재(52)에는, 상기한 자로(80a, 80b, 80c)를 통과하는 각 자속에 기인하는 전자력이 발생한다. 이 전자력은, 상기 판스프링(46)의 탄발력(도4 및 도5에 나타내는 압박력)에 대항하는 힘이다. 또한 상기 전자력은 상기 탄발력보다도 크다. 그 때문에, 상기 판스프링(46) 및 상기 자속통과부재(52)는, 상기 전자력의 작용에 의해 상기 가동부(20)측으로부터 상기 고정부(16)측의 방향으로 변위된다. 그 결과, 상기 나사(48)를 통하여 상기 선단부(47b)에 고정된 브레이크패드(50)는, 상기 슬라이드테이블(32)로부터 상기 고정부(16)측으로 이간한다(제1 스텝).

상기 브레이크패드(50)가 상기 슬라이드테이블(32)로부터 이간하여 상기 고정부(16)에 대한 상기 가동부(20)의 브레이크상태로부터 해제된 후에 상기 코일(14)의 각 소선에 통전하면, 도1 및 도2에 나타내는 코일(14)의 소선을 흐르는 전류의 방향과, 상기 전류에 의해 발생하는 자속의 방향 및 상기 영구자석(16a, 16b)에 의해 발생하는 자속의 방향에 의해, 상기 코일(14)에는, 플레밍의 왼손법칙에 기초하는 화살표 A1방향으로 추력(로렌츠의 힘)이 발생한다. 상기 고정부(16)의 상기 가이드레일(22)이 다른 부재에 의해 고정되어 있는 경우, 상기 가동부(20)에는 상기 추력에 기초하는 화살표 A2방향으로의 추력이 작용한다. 그러므로, 상기 가동부(20)는, 상기 볼(30a, 30b)의 회전에 기초한 안내작용 하에 상기 화살표 A2방향으로 변위한다(제2 스텝).

또한, 도5에 도시된 자로(80a~80c)에 있어서의 화살표는, 각 자속이 그러한 경로를 통과하는 방향의 하나의 예를 나타내고 있고, 상기 코일(36a, 36b)의 소선에 전류를 흐르게 하였을 때에 상기 자속이 발생된다.

이어서, 상기 가동부(20)가 화살표 A2방향(도1 및 도2 참조)의 소정의 위치까지 변위하였을 때에, 상기 구동부(24)로부터 상기 코일(36a, 36b)의 각 소선에 대한 통전을 정지하면, 상기 코일(36a, 36b)로부터의 자속의 발생이 정지하여, 판스프링(46) 및 자속통과부재(52)에 작용하는 상기 전자력이 소멸한다(도4 참조). 이 결과, 상기 고정부(16)측으로 변위하고 있던 판스프링(46) 및 자속통과부재(52)는, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 의해 상기 고정부(16)측으로부터 상기 가동부(20)측으로 변위된다. 따라서, 상기 브레이크패드(50)는, 슬라이드테이블(32)의 저면을 압박한다. 그러므로, 상기 슬라이드테이블(32)은, 상기 소정의 위치에 있어서 위치결정이 유지된다(제3 스텝).

그리고, 상기 브레이크장치(10)에 의해 슬라이드테이블(32)을 상기 소정의 위치에서 위치결정하고 유지한 후에, 구동부(24)로부터 코일(14)의 소선에 대한 통전을 정지한다(도1 및 도2 참조)(제4 스텝).

또한, 케이스1의 경우, 상술한 바와 같이, 화살표 A2방향으로 상기 가동부(20)가 변위한 후, 상기 제2 스텝에 있어서, 상기 코일(14)의 각 소선에 대하여 상술한 전류와는 역방향의 전류를 흐르게 하여서, 상기 가동부(20)를 화살표 A1방향으로 변위시켜 도1에 나타내는 위치로 상기 가동부(20)를 재위치결정할 수 있고, 화살표 A1방향을 향하는 추력을 발생시킬 수 있다.

다음으로, 케이스2의 경우, 상기 선형 모터(12)가 화살표 A방향으로 세워져 배치된다. 그러므로, 케이스1의 제1 스텝에서 수행된 방식과 동일하게 상기 가동부(20)로부터 상기 브레이크패드(50)를 이간하는 동작을 실시하면, 상기 코일(14)의 소선에 전류를 흐르게 하지 않는 상태의 동안 상기 가동부(20) 및 상기 가동부(20)에 고정된 도시하지 않는 자재가 화살표 A2방향(즉, 연직하방향)으로 이동할 수 있다.

따라서, 케이스2의 제1 스텝에서는, 케이스1의 제1 스텝 대신에, 상기 구동부(24)로부터 상기 코일(36a, 36b)의 각 소선으로 상기 케이스1에서 흐르게 한 전류보다도 작은 전류를 흐르게 하여, 상기 선형 모터(12) 내에 도5에 나타내는 바와 같이 자로(80a, 80b, 80c)를 형성한다. 또 상기 판스프링(46)의 상기 철심(70a, 70b)과의 대향부분 및 상기 자속통과부재(52)에, 상기 각 자로(80a, 80b, 80c)를 통과하는 각 자속에 기인하는 전자력이 발생된다.

이 경우, 상기 전류의 저하에 의해, 상기 전자력의 크기는, 상기 판스프 링(46)의 탄발력(도4 및 도5 참조)보다 작아지게 된다. 그러므로, 상기 가동부(20)로부터 상기 브레이크패드(50)는 이간하는 것은 아니지만, 상기 가동부(20)에 대한 상기 브레이크패드(50)의 압박력은 저하한다.

이어서, 상기 가동부(20)에 대한 상기 브레이크패드(50)의 압박력이 저하한 상태에서, 상기 코일(14)의 각 소선에 통전하면, 도1 및 도2에 나타내는 상기 코일(14)의 소선을 흐르는 전류의 방향과, 상기 전류 및 상기 영구자석(16a, 16b)에 의해 발생하는 자속의 방향에 의해, 상기 코일(14)에는, 플레밍의 왼손법칙에 기초한 화살표 A1방향을 향하는 추력(로렌츠의 힘)이 발생된다. 이 경우, 상기 고정부(16)가 다른 부재(미도시)에 고정되면, 상기 가동부(20)는, 상기 가동부(20)의 저면이 상기 브레이크패드(50)와 접촉하면서 상기 볼(30a, 30b)의 회전에 의한 안내작용에 따라 화살표 A2방향으로 변위된다(제2 스텝).

이어서, 케이스2의 제3 스텝에서, 케이스1의 제3 스텝과 같은 방식으로, 상기 가동부(20)가 화살표 A2방향(도1 및 도2 참조)의 소정의 위치까지 이동되어 위치결정(즉, 정지(靜止))한 후에, 상기 구동부(24)로부터 상기 코일(36a, 36b)의 각 소선에 대한 통전을 정지하여, 상기 판스프링(46) 및 상기 자속통과부재(52)에 작용하는 상기 전자력을 소멸시킨다(도4 참조). 따라서, 상기 브레이크패드(50)는, 상기 판스프링(46)의 탄발력만으로 상기 슬라이드테이블(32)의 저면을 강하게 압박한다. 그 결과, 상기 슬라이드테이블(32)은, 상기 소정의 위치에 있어서 위치결정되고, 유지된다.

그리고, 케이스2의 제4 스텝에서는, 케이스1의 제4 스텝과 같은 방식으로, 상기 브레이크장치(10)에 의해 슬라이드테이블(32)을 상기 소정의 위치에서 위치결정 및 유지되고, 상기 구동부(24)로부터 코일(14)의 소선에 대한 통전을 정지한다(도1 및 도2 참조).

또한, 상기한 케이스2의 작동은, 상기 선형 모터(12)를 세워 배설한 경우에 수행된다. 그러나, 케이스2는, 상기 선형 모터(12)를 도1에 나타내는 가로 놓임 상태로 하고, 또 가동부(20)에 화살표 A1방향 또는 화살표 A2방향을 향하는 외력이 작용한 경우에 있어서의 상기 가동부(20)의 위치결정에도 적용할 수가 있다.

케이스2에서, 상기한 제1~제3스텝에 있어서, 상기 코일(36a, 36b)에 흐르는 전류를 변화하여 전자력을 변화시키는 것에 의해, 상기 브레이크패드(50)로부터 슬라이드테이블(32)의 저면에 대한 압박력을 적절히 변화시킬 수가 있다. 그 결과, 예를 들면, 상기 제1 스텝 또는 상기 제2 스텝에서, 상기 슬라이드테이블(32)로부터 상기 브레이크패드(50)를 이간시키도록 상기 전자력을 억제할 수도 있게 된다.

또한, 상기한 케이스1 및 케이스2에 있어서, 상기 고정부(16) 또는 상기 가동부(20)에는, 상기 가동부(20)의 변위량을 검출하고, 검출결과를 구동부(24)에 출력하는 도시하지 않는 변위센서가 배치된다. 상기한 각 스텝에 있어서, 상기 구동부(24)는, 상기 검출결과에 의거하여 상기 가동부(20)의 목표위치(상기 가동부(20)가 위치결정되어 유지되는 위치)와 현재위치 사이의 편차를 산출하고, 산출결과에 기초하여 각 코일(14, 36a, 36b)의 소선에 흐르게 하는 전류의 방향이나 크기를 변화시킨다. 그 결과, 상기 가동부(20)는, 상기 변위센서, 상기 구동부(24) 및 상기 코일(14, 36a, 36b)을 사용한 피드백제어에 의해 소정의 위치에서 위치결정되고 유 지된다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 상기 브레이크장치(10)에서는, 상기 자속발생부(54a, 54b)를 구성하는 상기 코일(36a, 36b)에 의해 발생되는 각 자속이 판스프링(46)의 내부를 통과하면, 상기 판스프링(46) 및 자속통과부재(52)에는 상기 각 자속에 기인하는 전자력이 작용한다. 그러므로, 상기 선단부(47b)에 배치된 상기 브레이크패드(50)는, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 대하여 상기 가동부(20)의 슬라이드테이블(32)로부터 이간한다. 그 결과, 상기 가동부(20)는, 상기 고정부(16)에 대하여 변위가 가능해진다.

한편, 상기 코일(36a, 36b)의 상기 각 자속이 저하 또는 정지하면, 상기 판스프링(46) 및 자속통과부재(52) 내에 있어서의 상기 각 자속도 저하 또는 정지한다. 그러므로, 상기 판스프링(46) 및 상기 자속통과부재(52)에 작용하는 상기 전자력이 저하 또는 소멸된다. 그 결과, 브레이크패드(50)는, 상기 판스프링(46)에 의해 가세되는 상기 탄발력에 의해 슬라이드테이블(32)을 압박한다. 그러므로, 상기 가동부(20)는, 고정부(16)에 대하여 위치결정되고 유지된다.

즉, 상기 브레이크장치(10)의 경우, 상기 코일(36a, 36b)로부터의 상기 각 자속을 저하 또는 정지하여 상기 전자력을 저하 또는 소멸시키는 것에 의하여, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 의해 상기 슬라이드테이블(32)을 상기 가이드레일(22)에 대하여 위치결정하고 유지한다. 그러므로, 전자력에 의해서 슬라이드테이블을 위치결정하고 유지하는 종래기술의 브레이크장치와 비교하면, 본 발명은 위치결정을 완료한 후에 발열이나 온도상승을 저감할 수가 있다.

또, 상기 브레이크장치(10)를 구비하지 않는 종래기술의 선형 모터의 경우에는, 고정부에 대한 가동부의 위치결정을 완료한 후라도, 상기 가동부의 위치결정을 유지하기 위하여, 상기 선형 모터의 코일에 대한 통전을 계속하여야만 한다. 그러므로, 상기 코일로부터의 발열을 억제할 수가 없다. 반대로, 본 발명의 실시예에 따른 상기 브레이크장치(10)에서는, 상술한 바와 같이, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 의해 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정한다. 그러므로, 위치결정 완료후에 있어서의 상기 브레이크장치(10) 및 선형 모터(12)에 의한 발열을 억제할 수가 있다.

상술한 바와 같이, 상기 브레이크장치(10)는, 상기 전자력을 이용하지 않고, 상기 판스프링(46)의 탄발력만으로 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정하고 유지한다. 그러므로, 상기 슬라이드테이블(32)을 고정밀도로 위치결정할 수가 있다.

또, 상기 탄발력만으로 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정하고 유지하는 것에 의하여, 위치결정을 완료한 후의 브레이크장치(10) 및 선형 모터(12)에 의해 전자노이즈나 기계적 진동이 발생하지 않는다. 그 결과, 상기 브레이크장치(10) 및 상기 선형 모터(12)가 조립된 장치에 있어서의 상기 장치에 대한 상기 전자노이즈 및 상기 기계적 진동의 영향을 배제할 수가 있다.

또, 상기 브레이크장치(10)의 경우, 상기 선형 모터(12)의 가동부(20)와 고정부(16)의 사이에 배치된 상기 판스프링(46)이, 상기 기단부(47a)로부터 상기 지지부(44)를 통하여 상기 고정부(16)에 고정된다. 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에 상기 판스프링(46)의 상기 선단부(47b)에 배치된 상기 브레이크패드(50)가 슬 라이드테이블(32)을 직접 압박하여 위치결정하고 유지한다. 그러므로, 종래기술의 브레이크장치와 비교하면, 상기 슬라이드테이블(32)의 변위방향(화상표 A방향)에 대한 백래시가 작게 된다. 그러므로, 단시간에 고정밀도로 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 브레이크패드(50)를 사용하여 상기 슬라이드테이블(32)을 면접촉으로 압박하는 것에 의하여, 보다 정확하게 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정할 수가 있다.

또, 자속통과부재(52)를 상기 나사(48)에 의해 상기 판스프링(46)의 상기 선단부(47b)에 고정한다. 따라서, 기 자속이 선단부(47b)의 근방에 집중하고, 상기 선단부(47b)에 큰 전자력이 작용한다. 그 결과, 상기 슬라이드테이블(32)로부터의 브레이크패드(50)의 이간을 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 보다 작은 자속으로 상기 브레이크패드(50)를 상기 슬라이드테이블(32)로부터 이간시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 브레이크장치(10)는, 고정부(16)와, 상기 고정부(16)에 대향하여 배치된 가동부(20)와의 사이에 배치된다. 그러므로, 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정하고 유지할 때에, 상기 슬라이드테이블(32)에 작용하는 모멘트를 저감시킬 수가 있게 된다. 그리하여, 상기 브레이크장치(10)를 유지하는 고정부(16)(예를 들어, 가이드레일(22))에 가세되는 하중이 작아진다. 그 결과, 상기 브레이크장치(10) 및 상기 선형 모터(12)의 내구성을 향상시킬 수가 있게 된다.

또, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선형 모터(12)의 가동부(20)의 위치결정 방법에서는, 케이스1의 제1 스텝에서, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 대항하는 전자력에 의해 상기 판스프링(46)의 선단부(47b)를 가동부(20)로부터 이간시킨다. 제2 스텝에서, 상기 코일(14)의 각 소선을 통전하여 상기 코일(14)로부터 발생하는 자속과 영구자석(18a, 18b)으로부터 발생하는 자속에 기인하는 추력에 의해, 상기 가동부(20)를 상기 고정부(16)에 대하여 변위가 가능하게 한다. 이어서, 제3 스텝에 있어서, 상기 가동부(20)가 소정의 위치까지 변위한 후에, 상기 전자력을 소멸시켜서 상기 판스프링(46)의 상기 선단부(47b)를 상기 탄발력에 의해 슬라이드테이블(32)에 압박시켜서 상기 고정부(16)에 대하여 상기 가동부(20)를 위치결정하고 유지한다. 마지막의 제4 스텝에 있어서, 상기 코일(14)에 대한 통전을 정지한다.

이 경우, 상기 탄발력에 의해 슬라이드테이블(32)의 위치결정을 유지한다. 그러므로, 전자력에 의한 위치결정의 유지와 비교하여, 본 발명은 위치결정을 완료한 후에 발열이나 온도상승을 저감시킬 수가 있다.

또, 브레이크장치를 구비하지 않는 종래기술의 모터의 경우, 고정부에 대한 가동부의 위치결정을 완료한 후라도, 상기 가동부의 위치결정을 유지하기 위하여 상기 선형 모터의 코일에 대한 통전을 계속하여야 한다. 그러므로, 상기 코일로부터의 발열을 억제할 수가 없다. 이와 반대로, 본 발명의 실시예에 따른 위치결정방법에서는, 상술한 바와 같이, 상기 판스프링(46)의 탄발력에 의해 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정한다. 그러므로, 위치결정의 완료 후에 있어서의 상기 브레이크장치(10) 및 선형 모터(12)로부터의 발열을 억제할 수가 있다.

이와 같이, 상기 브레이크장치(10)는, 전자력을 이용하지 않고 상기 판스프 링(46)의 탄발력만으로 상기 슬라이드테이블(32)을 위치결정하고 유지한다. 그러므로, 상기 슬라이드테이블(32)을 고정밀도로 위치결정할 수가 있다.

또, 상기 탄발력만으로 슬라이드테이블(32)을 위치결정하고 유지하는 것에 의하여, 위치결정 완료 후의 상기 브레이크장치(10) 및 상기 선형 모터(12)에 의해 전자노이즈나 기계적 진동이 발생하지 않는다. 그 결과, 상기 브레이크장치(10) 및 상기 선형 모터(12)가 조립된 장치에서 상기 전자노이즈 및 상기 기계적 진동의 영향을 배제할 수가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선형 모터(12)의 가동부(20)의 위치결정 방법에서는, 상기 슬라이드테이블(32)에 대한 브레이크패드(50)의 압박력을 저감시킨 상태에서, 상기 고정부(16)에 대하여 상기 가동부(20)를 변위시킨다. 그러므로, 상기 선형 모터(12)를 세우는 방식으로 위치시키고, 상기 슬라이드테이블(32)에 자재를 고정한 상태에서 상기 슬라이드테이블(32)을 연직방향을 따라서 변위시킬 때에, 상기 자재의 하방으로의 낙하를 방지할 수가 있게 된다. 또, 상기 슬라이드테이블(32)에 추력이 작용할 때까지 상기 슬라이드테이블(32)을 상기 브레이크패드(50)로 압박하면, 상기 슬라이드테이블(32)이나 상기 자재의 하방으로의 낙하를 확실하게 방지할 수가 있다.

상술한 실시예는, 상기 가이드레일(22)에 있어서의 화살표 A2방향으로 일측 단부의 상면에 브레이크장치(10)를 배치한 경우를 설명하였다. 그러나, 상기 배치 대신에, 도6에 나타내는 바와 같이, 상기 브레이크장치(10)를 화살표 A1방향의 타측 단부의 상면에 배치하고, 상기 나사홀(38)을 상기 화살표 A2방향의 단부에 형성 하여도 상술한 동일한 작용 및 효과가 얻어지는 것은 물론이다.

또, 상술한 실시예에서는, 화살표 A방향과 직교하는 방향으로 판스프링(46)을 배치한 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 판스프링(46)을 상기 화살표 A방향과 같은 방향으로 배치하여도, 상술한 동일한 작용효과가 얻어지는 것은 물론이다.

또한, 상술한 실시예에서는, 상기 고정부(16)에 코일(14)을 배치하고, 상기 가동부(20)에 상기 영구자석(18a, 18b)을 배치한 상기 선형모터(12)에 대하여 설명하였다. 그러나, 상기 선형 모터(12)와는 구성이 다른 선형 모터의 고정부에 상기 브레이크장치(10)를 배치하여도, 상술한 동일한 작용효과가 얻어지는 것은 물론이다.

또한, 본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치 및 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법은, 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이 여러가지의 구성을 채용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치에 의하면, 자속발생부로부터 발생하는 자속이 탄성부재의 내부를 통과하면, 상기 탄성부재의 선단부는, 상기 자속에 기인하는 전자력에 의해 탄발력에 대항하여 가동부로부터 이간할 수 있다. 이 결과, 상기 가동부는, 고정부에 대하여 변위가 가능해진다.

한편, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속이 저하 또는 정지하면, 상기 탄성 부재에 작용하는 상기 전자력이 저하 또는 소멸되기 때문에, 상기 선단부는, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부를 압박하고, 상기 가동부는, 상기 고정부에 대하여 위치결정된다. 그 결과, 상기 가동부는, 상기 고정부에 대하여 고정유지된다.

즉, 본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치에서는, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속을 저하 또는 소멸시키는 것에 의해, 상기 가동부를 상기 탄성부재의 상기 탄발력에 의해 상기 고정부에 대하여 위치결정하고 유지한다. 따라서, 전자력으로 가동부를 위치결정하고 유지하는 종래기술에 있어서의 브레이크장치와 비교하여, 위치결정을 완료한 후에 있어서의 브레이크장치로부터의 발열이나 온도의 상승을 저감시킬 수가 있다.

또, 브레이크장치를 구비하지 않는 종래기술에 있어서의 선형 모터에서는, 고정부에 대한 가동부의 위치결정을 완료한 후에도, 상기 가동부의 위치결정을 유지하기 위하여 상기 선형 모터의 코일에 대한 통전을 계속하기 때문에, 상기 코일로부터의 발열을 억제할 수가 없다. 이에 대하여, 본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치에서는, 상술한 바와 같이, 상기 탄성부재의 탄발력에 의해 가동부를 위치결정하기 때문에, 위치결정을 완료한 후에 있어서의 상기 브레이크장치 및 선형 모터로부터의 발열을 억제할 수가 있다.

이와 같이, 상기 브레이크장치는, 상기 전자력을 이용하지 않고 상기 탄발력만으로 상기 가동부의 위치결정의 유지를 실시하기 때문에, 상기 가동부를 고정밀도로 위치결정할 수가 있다.

또, 상기 탄발력만으로 상기 가동부를 위치결정하고 유지하는 것에 의하여, 위치결정을 완료한 후의 상기 브레이크장치 및 상기 선형 모터로부터는, 전자노이즈나 기계적 진동이 발생하지 않는다. 이 결과, 상기 브레이크장치 및 상기 선형모터를 설치한 장치에 있어서의 상기 장치에 대한 상기 전자노이즈 및 상기 기계적 진동의 영향을 배제할 수가 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 선형 모터용 브레이크장치에서는, 상기 탄성부재가 상기 기단부로부터 상기 지지부를 통하여 상기 고정부에 고정되고, 상기 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에, 상기 선단부가 상기 가동부를 직접 압박하여 위치결정을 실시하기 때문에, 종래기술에 있어서의 브레이크장치와 비교하여, 상기 가동부의 변위방향에 대한 백래시가 작기 때문에, 고정밀도로 단시간에 상기 가동부를 위치결정할 수가 있게 된다.

또, 본 발명에 있어서의 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법에 의하면, 제1스텝에 있어서, 탄발력에 대항하는 전자력에 의해 탄성부재의 선단부를 가동부로부터 이간시키고, 제2스텝에 있어서, 상기 선형 모터의 코일을 통전하여 상기 코일로부터 발생하는 자속과 상기 선형 모터의 영구자석으로부터 발생하는 자속에 기인하는 추력에 의해, 상기 가동부를 고정부에 대하여 변위가 가능하게 한다. 이어서, 제3스텝에 있어서, 상기 가동부가 소정의 위치까지 변위한 후에, 상기 전자력을 소멸시켜서 상기 선단부를 상기 탄발력에 의해 상기 가동부로 압박시켜서 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 위치결정하고 고정한다. 마지막의 제4스텝에 있어서, 상기 코일에 대한 통전을 정지한다.

이 경우, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부의 위치결정을 실시하고 있기 때문 에, 전자력에 의한 위치결정의 유지와 비교하면, 위치결정의 완료 후에 있어서, 브레이크장치로부터의 발열이나 온도의 상승을 저감할 수가 있다.

또, 브레이크장치를 구비하지 않는 종래기술에 있어서의 선형 모터에서는, 고정부에 대한 가동부의 위치결정을 완료한 후라도, 상기 가동부의 위치결정을 유지하기 위하여 상기 선형 모터의 코일에 대한 통전을 계속하기 때문에, 상기 코일로부터의 발열을 억제할 수가 없다. 이에 대하여, 본 발명에 있어서의 위치결정 방법에서는, 상술한 바와 같이, 상기 탄성부재의 탄발력에 의해 가동부를 위치결정하기 때문에, 위치결정을 완료한 후에 있어서의 상기 브레이크장치 및 선형 모터로부터의 발열을 억제할 수가 있다.

또, 상기 탄발력만으로 상기 가동부를 위치결정을 유지하는 것에 의하여, 위치결정을 완료한 후의 상기 브레이크장치 및 상기 선형 모터로부터는, 전자노이즈나 기계적 진동이 발생하지 않는다. 이 결과, 상기 브레이크장치 및 상기 선형 모터를 설치한 장치에 있어서의 상기 장치에 대한 상기 전자노이즈 및 상기 기계적 진동의 영향을 배제할 수가 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 선형 모터의 가동부의 위치결정방법에 의하면, 탄성부재의 선단부로부터 가동부에 대한 압박력을 저감시킨 상태에서, 고정부에 대하여 가동부를 변위시키기 때문에, 상기 선형 모터를 설치하여, 상기 가동부에 자재 를 고정시킨 상태로 상기 가동부를 중력방향을 따라서 변위시킬 때에, 상기 자재의 하방으로의 낙하를 방지할 수가 있게 된다. 또, 상기 가동부에 추력이 작용할 때까지 상기 가동부를 상기 탄성부재로 압박하면, 상기 가동부나 상기 자재의 하방으로의 낙하를 확실하게 방지할 수가 있다.

Claims

선형 모터의 고정부에 대해 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정이 가능한 선형 모터용 브레이크장치에 있어서,

상기 브레이크장치는,

상기 가동부로부터 이간하고, 또 상기 고정부에 배치된 지지부;

상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되며, 상기 기단부를 지지점으로 하여 선단부가 탄발력에 의해 상기 가동부를 압박가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재; 및

상기 탄성부재와 겹쳐지고, 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고,

상기 자속발생부로부터 발생하는 자속이 상기 탄성부재의 내부를 통과할 때에 상기 자속에 기인하는 전자력에 따라 상기 탄성부재의 선단부는 상기 탄발력에 대항하여 상기 가동부로부터 이간하는 것이 가능하고,

상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 저하 또는 정지에 의해 상기 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에, 상기 탄성부재의 선단부는, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부를 압박하여 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 위치결정을 실시하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재의 선단부에 상기 가동부와 면접촉하도록 배치되는 브레이크패드를 더 포함하고,

상기 자속이 상기 탄성부재의 내부를 통과할 때에, 상기 브레이크패드는, 상기 전자력에 의해 상기 탄발력에 대항하여 상기 가동부로부터 이간하는 것이 가능하며,

상기 전자력이 저하 또는 소멸하였을 때에, 상기 브레이크패드는, 상기 탄발력에 의해 상기 가동부를 면접촉으로 압박하여 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 위치결정을 실시하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제2항에 있어서,

상기 브레이크패드는 수지재료, 엔지니어링 플라스틱 재료, 고무재료, 또는 서멧재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재의 선단부에 자성체로 이루어지는 상기 고정부에 대향하여 배치되는 자성체로 이루어지는 자속통과부재를 더 포함하고,

상기 자속발생부로부터 상기 자속이 발생하였을 때에, 상기 자속발생부, 상기 탄성부재, 상기 자속통과부재 및 상기 고정부를 상기 자속의 자로(磁路)가 통과하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 자속발생부는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 브레이크장치는, 상기 고정부와, 상기 고정부에 대향하여 배치된 상기 가동부와의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 지지부는 상기 고정부의 표면에 배치되는 높이조절용 쐐기와, 상기 쐐기 상에 배치되는 스페이서와, 상기 스페이서 위에 배치되는 좌금을 포함하고,

상기 탄성부재의 상기 기단부가 상기 스페이서와 상기 좌금 사이에 개재되며,

상기 쐐기와 상기 스페이서는 나사에 의해 상기 고정부에 고정되고,

상기 탄성부재의 기단부와 상기 좌금은 나사에 의해 상기 스페이서에 고정되 는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
제1항에 있어서,

상기 브레이크장치는, 상기 고정부의 변위방향으로 상기 고정부의 일단부 또는 타단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선형 모터용 브레이크장치.
브레이크장치를 사용하여 선형 모터의 고정부에 대한 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정을 실시하는 위치결정 방법으로서,

상기 브레이크장치는, 상기 가동부로부터 이간하고 상기 고정부에 배치되는 지지부와, 상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되고 상기 기단부를 지지점으로 하여 가세되는 탄발력에 의해 상기 선단부가 상기 가동부를 압박하는 것이 가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재와, 상부에서 보았을 때 상기 탄성부재와 겹쳐지고 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고,

상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 압박하고 있는 상태에서, 상기 자속발생부에 의해 발생되어 상기 탄성부재의 내부를 통과하는 자속에 기인하는 전자력에 의해 상기 탄성부재의 선단부를 상기 가동부로부터 이간시키는 제1스텝;

상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부로부터 이간한 상태에서, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 변위시키는 제2스텝;

상기 가동부가 소정의 위치까지 변위하였을 때에, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 발생을 정지시켜 상기 전자력을 소멸시키는 것에 의해, 상기 탄성부재의 선단부를 상기 탄발력에 의해 상기 가동부에 대해 압박하여, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 위치결정하는 제3스텝; 및

상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 위치결정한 상태에서, 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 변위동작을 정지시키는 제4스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정 방법.
선형 모터용 브레이크장치를 사용하여 선형 모터의 고정부에 대한 상기 선형 모터의 가동부의 위치결정을 실시하는 위치결정 방법으로서,

상기 브레이크장치는, 상기 가동부로부터 이간하고 상기 고정부에 배치되는 지지부와, 상기 지지부에 의해 기단부가 캔틸레버의 형태로 지지되고 상기 기단부를 지지점으로 하여 가세되는 탄발력에 의해 상기 선단부가 상기 가동부를 압박하는 것이 가능한 자성체로 이루어지는 탄성부재와, 상부에서 보았을 때 상기 탄성부재와 겹쳐지고 상기 가동부로부터 이간하여 상기 고정부에 배치된 자속발생부를 포함하고,

상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 압박하고 있는 상태에서, 상기 자속발생부로부터 발생되어 상기 탄성부재의 내부를 통과하는 자속에 기인하는 전자력에 의해 상기 탄성부재의 선단부로부터 상기 가동부에 대한 압박력을 저감시키는 제1스텝;

상기 압박력이 저감된 상태에서, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 변위 시키는 제2스텝;

상기 가동부가 소정의 위치까지 변위하였을 때에, 상기 자속발생부로부터의 상기 자속의 발생을 정지시켜서 상기 전자력을 소멸시키는 것에 의해, 상기 탄성부재의 선단부에 가세되는 상기 탄발력에 의해 상기 압박력을 증대시키고, 상기 고정부에 대하여 상기 가동부를 위치결정하는 제3스텝; 및

상기 탄성부재의 선단부가 상기 가동부를 위치결정한 상태에서, 상기 고정부에 대한 상기 가동부의 변위동작을 정지시키는 제4스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정방법.
제11항에 있어서,

상기 자속발생부는, 상기 제1 내지 제3 스텝에서 상기 자속의 크기를 조정하는 것에 의하여 상기 전자력의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정방법.
제11항에 있어서,

상기 가동부는 상기 선형모터가 세워져 위치된 상태에서 상기 고정부에 대해 변위되는 것을 특징으로 하는 선형 모터의 가동부의 위치결정방법.