KR20060121089A

KR20060121089A - 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터

Info

Publication number: KR20060121089A
Application number: KR1020057024575A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 미야모토; 타카히사 야마다; 타츠히코 코바
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2006-11-28
Also published as: TWI287907B; WO2005008867A1; JP4539045B2; JP2005039942A; TW200507417A; KR101001482B1; US7538456B2; US20070114854A1

Abstract

고정자 베이스(31)에 고정되는 자성 철심(33) 및 자성 철심(33)의 주위에 권회되는 전기자 코일(34)로 이루어지는 전기자부(32)를 가지는 고정자부(30)와, 자성 철심(33)과 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 계자 영구자석(21)과, 계자 영구자석(21)을 지지하고 고정자 베이스(31) 상에 이동 가동하게 배치된 자석 홀더(22)를 가지는 가동자부(20)로 이루어지는 마그네트형 리니어 액츄에이터(10)에 있어서, 자석 홀더(22)가 비자성체로 구성되고, 계자 영구자석(22)의 반전기자측에 자성 백요크(39)를 배치하여 설치하고, 자성 백요크(39)와 영구자석(21)의 사이에 공극을 형성하고, 자성 백요크(39)를 베이스(31) 상에 설치한 지지체에 고정하였다.

이에 의해 가동자를 경량화하여 가속 성능을 충분히 올릴 수가 있고, 한편 리니어 가이드의 수명에 문제가 없는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터를 제공할 수가 있다.

자성 철심, 전기자 코일, 전기자부, 고정자부, 영구자석, 가동자부, 리니어 액츄에이터, 자석 홀더, 비자성체, 백요크

Description

무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터{MOVING MAGENT TYPE LINEAR ACTUATOR}

본 발명은 계자(field magnet) 자석이 가동측으로 되는 무빙 마그네트형(moving　magnet type) 리니어(linear) 액츄에이터(actuator)에 관한 것으로, 특히 가동자의 중량을 경량화하기 위한 자기회로 구조에 관한 것이다.

종래부터 무빙 코일형의 리니어 엑츄에이터이지만 계자용 영구자석과 자기적 공극을 통해 전기자가 대향하는 구성의 것은 공지이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 특개2000-308328호 공보

특허문헌 1에 기재의 발명은 동일한 본 출원인이 출원한 무빙(moving) 코일형(coil type) 리니어 엑츄에이터로, 전기자 코일의 접속선(connection wire) 및 중성점(neutral point)의 접속 처리를 용이하게 하고, 코어(core) 블록(block)의 단위 체적당 추진력을 크게 할 수 있는 리니어 모터를 제공하기 위해서 이루어진 것이다.

이 리니어 모터는 계자용 영구자석과 자기적 공극을 통해 대향하는 전기자를 구비하고, 전기자가 추진력 방향으로 복수로 분할된 블록으로 구성되어 이루어지는 전기자 코어와 전기자 코일을 가지고, 각각의 코어 블록에 권회(卷回) 장착되는 전 기자 코일을 코일 도체의 권회 시작 부분과 권회 종료 부분이 코어 블록의 양측면에서 반대측에 배치되도록, 코일 도체의 권회 종료 부분을 권회 시작 부분 측에 1/2턴(1/2 turn) 감아 풀어 취출하고, 전기자(armature) 코어의 요크(yoke)의 양측면에 전기자 코일의 접속선 및 중성점을 접속하는 배선 패턴(pattern)을 가지는 배선 기판을 설치한 것이다.

이와 같이, 함으로써 전기자 코일의 접속선 및 중성점의 접속 처리가 용이하게 되고, 코어 블록의 단위 체적당의 추진력을 크게 할 수가 있었다.

그렇지만, 가동하는 전기자에 확실하게 한편 안전하게 급전하는 것은 용이하지 않고, 그래서 이 점을 해결하는 것으로서 무빙 코일형(coil type)이 아니라 무빙 마그네트형의 리니어 엑츄에이터가 개발되었다.

도 3은 본 발명의 선행 발명으로서 자리매김 되는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터의 도로서, (a)는 평면도이고, (b)는 측단면도이다.

도에 있어서 (60)은 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터로 크게 나누어 (20)의 가동자부와, (30)의 고정자부와, (40)의 리니어 가이드부와, (50)의 위치 검출 검출부로 이루어진다.

가동자부(20)는 주로 계자 영구자석(21)과 계자 영구자석(21)을 보지(holding)하는 자성 요크(23)로 구성되고, 고정자부(30)는 주로 고정자 베이스(stator base)(31)와 고정자 베이스(31) 상에 고정되는 전기자부(armature part)(32)로 이루어진다. 전기자부(32)는 자성 철심(33)과, 자성 철심(33)에 권회(卷回) 배치되는 전기자 코일(34)과, 전기자 코일(34)을 둘러싸는 절연층(35)과, 전 기자 코일(34)에 급전하는 급전선(36)으로 이루어진다.

리니어 가이드부(40)(도 b)는 주로 리니어 가이드(guide) 레일(rail)(41)과, 리니어 가이드 레일 (41) 상을 주행하는 리니어 가이드 블록(42)과, 리니어 가이드 블록(42)의 주행을 리니어 액츄에이터(60)의 주행 방향의 양단에서 강제적으로 멈추는 스토퍼(stopper) 기구(43)(도 a)로 이루어진다.

위치 검출 검출부(50)는 주로 고정자 베이스(31) 상에 고정되는 검출부 지지체(51)와, 검출부 지지체(51)에 고정되는 리니어 스케일(scail) 검출부(52)와, 리니어 스케일 검출부(52)로부터 근접 거리로 가동자측에 고정되는 리니어 스케일(53)과, 신호선(54)으로 이루어진다.

이와 같이, 계자 영구자석(21)의 배면에게는 자성 요크(23)가 설치되고, 이 양쪽으로 자기회로겸 가동자를 구성하고 있었다.

또, 전기자부(32)는 자성 철심을 가지고 있고, 등피치(equal pitch)로 이루어진 슬롯부(slot part)에는 전기자 코일(34)이 권회 장착되어 있고, 이 리니어 액츄에이터(60)는 이 전기자 코일(34)에 통전함으로써 전기자장과 상기 계자 가동자장의 차이인 스트로크(stroke) 내를 이동하는 것이었다.

그런데, 선행 기술에서는 가동자(20)측에 비중의 큰 계자 자성체 요크(23)가 필요하기 때문에, 가동자(20)의 가속 성능을 올릴 수 없다고 하는 문제가 있었다.

또, 가동자(20)와 전기자 코어(철심)(33)의 사이에 최대 추진력의 4배 이상의 종인력(pulling force)(도시 화살표 참조)이 작용하기 때문에, 고빈도 가감 속도 동작을 시킬 경우 리니어 가이드의 수명에 문제를 초래하는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 가동자의 가속 성능을 충분히 올리는 것이 가능하고, 한편 고빈도 가감 속도 동작을 시켜도 리니어 가이드의 수명에 문제가 없는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본원 청구항 1에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터의 발명은, 고정자 베이스와, 상기 고정자 베이스에 고정되는 자성 철심 및 상기 자성 철심의 주위에 권회되는 전기자 코일로 이루어지는 상기 전기자부를 가지는 고정자부와, 상기 자성 철심과 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 계자 영구자석과, 상기 계자 영구자석을 지지하고 상기 고정자 베이스 상에 이동 가동하게 배치된 자석 홀더(holder)를 가지는 가동자부로 이루어지는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 자석 홀더를 비자성체로 구성하고, 상기 계자 영구자석의 반전기자측에 자성 백요크(back yoke)를 배치하여 설치하고, 한편 상기 자성 백요크(back yoke)의 폭은 대략 상기 계자 영구자석의 폭이고, 그 길이 방향은 대략 상기 가동부의 스토로크 이상이며, 한편 그 길이 방향 양단이 상기 고정부에 고정되고, 상기 자성 백요크와 상기 계자 영구자석의 사이에 공극을 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재의 발명은 청구항 1에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 자석 홀더에는 리니어 스케일의 스케일부가 고정되고, 상기 고정자 베이스에는 상기 스케일부와 공극을 통해 상기 리니어 스케일의 검출측이 고정된 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재의 발명은 청구항 1 또는 2에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 전기자부의 길이 방향에는 상기 전기자부의 양측면을 사이에 두도록 리니어 가이드 레일이 2개 평행 배치 고정되고, 상기 각 리니어 가이드 레일의 상에 가이드 블록이 각각 배치되어 구비되고, 상기 자석 홀더가 상기 가이드 블록에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재의 발명은 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 가이드 블록간의 폭 방향 스페이스(space)에 대응하는 폭의 구멍이 상기 비자성 홀더에 가공되고, 상기 구멍에 상기 계자 자석이 고정된 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재의 발명은 청구항 1∼4 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 평행하는 2개의 리니어 가이드 레일의 4단에 스토퍼 기구를 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재의 발명은 청구항 1∼5 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 고정자 베이스(31)에 액냉각용 냉매 도관을 매설시킨 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재의 발명은 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 자성 백요크로서 박판 전자 강판의 적층체를 이용한 것을 특징으로 한다.

<발명의 효과>

청구항 1에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 엑츄에이터의 발명에 의하면, 자석 홀더를 비자성체로 구성하고, 게다가 자성 백요크를 고정부에 고정하였으므로, 가동부의 중량을 경량화 할 수가 있고 최대 추진력, 최대 가감 속도를 실현하는 것이 가능하게 된다.

청구항 2에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 자석 홀더에는 리니어 스케일의 스케일부가 고정되고, 상기 고정자 베이스(31)에는 상기 스케일부와 공극을 통해 상기 리니어 스케일의 검출측을 고정하였으므로, 자석 홀더가 비자성체로 되어 있으므로, 위치 검출 검출부는 자력선의 영향을 받기 어려워진다.

청구항 3에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1 또는 2에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 리니어 가이드 레일이 2개 상기 전기자부를 사이에 두도록 상기 전기자부의 길이 방향으로 평행 배치 고정되고, 상기 각 리니어 가이드 레일의 상에 가이드 블록이 각각 배치되어 구비되고, 상기 자석 홀더를 상기 가이드 블록에 고정하였으므로, 리니어 가이드 레일 및 가이드 블록은 강도가 강하지 않은 재료로 실현할 수 있도록 된다.

청구항 4에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 가이드 블록간의 폭 방향 스페이스에 대응하는 폭의 구멍이 상기 비자성 홀더에 가공되고, 상기 구멍에 상기 계자 자석을 고정하였으므로, 리니어 액츄에이터의 높이를 낮게 할 수 있도록 된다.

청구항 5에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1∼4 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 평행하는 2개의 리니어 가이드 레일의 4단에 스토퍼(stopper) 기구를 설치하였으므로, 스토퍼 기구의 능력이 작은 것으로 충분하게 되고, 게다가 종래의 2곳에서 4곳에 설치하였으므로, 1개의 스토퍼 기구의 능력은 한층 더 작은 것으로 충분하게 된다.

청구항 6에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1∼5 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 고정자 베이스에 액냉각용 냉매 도관을 매설하였으므로, 발열체인 전기자부가 고정측으로 되기 때문에, 고정측의 1개소에 집약된 발열부를 액냉각 등의 강제 냉각 구조가 가능하게 되고, 액츄에이터의 냉각 성능을 올릴 수가 있다.

청구항 7에 기재의 발명에 의하면, 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재의 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 상기 자성 백요크로서 박판 전자 강판의 적층체를 이용하였으므로, 계자자동이 쇄교함으로써 과전류 손실을 저감하는 것이 가능하고, 고속시의 철심에 있어서의 전력 손실 저감 효과가 커진다. 게인(gain)을 올리지 않아도 되어 진동에 의한 위험을 방지할 수가 있다.

도 1은 본 발명과 관련되는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터이고, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 측단면도이다.

도 2는 도 1의 리니어 액츄에이터의 주요부 사시도이다.

도 3은 선행 발명으로서 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터이고, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 측단면도이다.

<부호의 설명>

10　 리니어 액츄에이터

20　 가동자부

21　 계자 영구자석

22 비자성 자석 홀더

30　 고정자부

31　 고정자 베이스

32a, 32b　 강제 액냉각 냉매용 도관

31c　 지지체

32 전기자부

33 자성 철심

34 전기자 코일

35 절연층

36 급전선

39 자성 백요크

40 리니어 가이드부

41 리니어 가이드 레일

42 리니어 가이드 블록

43 스토퍼 기구

43a∼43d　 완충기

50 위치 검출 검출부

51 검출부 지지체

52 리니어 스케일 검출부

53 리니어 스케일

54 신호선

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 도에 기초하여 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명과 관련되는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터이고, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 측단면도, 도 2는 도 1의 리니어 액츄에이터의 주요부 사시도이다.

도에 있어서, (10)은 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터로 크게 나누어 (20)의 가동자부와, (30)의 고정자부와, (40)의 리니어 가이드부와, (50)의 위치 검출 검출부로 이루어진다.

가동자부(20)는 주로 계자 영구자석(21)과 계자 영구자석(21)을 보지하는 비자성 자석 홀더(22)로 구성된다.

고정자부(30)는 주로 고정자 베이스(31)와, 고정자 베이스(31) 상에 고정되는 전기자부(32)와, 본 발명에 의해 설치된 자성 백요크(39)로 이루어지고, 또 전기자부(32)는 자성 철심(33)과, 자성 철심(33)에 권회 배치되는 전기자 코일(34) 과, 전기자 코일(34)을 둘러싸는 절연층(35)과, 전기자 코일(34)에 급전하는 급전선(36)으로 이루어진다.

이와 같이, 본 발명에서는 전기자부(32)에 생기는 기자력의 자극수에 대해, 상기 계자 자극수의 수가 적기 때문에, 그 차분이 리니어 액츄에이터의 스트로크가 되는 가동측으로 이루어지는 무빙 마그네트형 리니어 모터가 되고 있다.

다음에 각부의 구성에 대해서 설명한다.

우선, 가동자부(20)의 구성에 대해서 말하면, 계자 영구자석(21)은 고정자(30)측의 자성 철심(33)과 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 것으로, 크기는 폭이 자성 철심(33)의 폭, 주행 방향의 길이는 가동자(20)의 길이에 걸쳐서, 계자 영구자석(21)을 판 모양을 한 비자성체의 자석 홀더(22)에 N극, S극……으로 교대로 매설되어 있다. 비자성체로서는 가벼운 알루미늄이 좋고, 이로서 계자 영구자석(21)을 자성 철심(33)에 공극을 설치한 상태로 보지하고 있다. 자석 홀더(22)는 평행한 2개의 리니어 가이드 레일(41)의 주행 방향의 전후에 설치되고 있는 리니어 가이드 블록(42) 상에 고정되어 있다. 자석 홀더(22)가 계자 영구자석(21)을 지지하는 부위는 가능한 한 얇게 하고, 가동자부(20)의 배면측에 자성 백요크(39)를 배치 고정함으로써, 자기 흡인력을 상쇄시키고, 한편 갭(gap) 자속밀도를 크게 설계하는 것이 가능하게 되므로, 고추진력, 고가감 속도를 실현하는 것이 가능하게 된다.

이와 같이, 계자 영구자석(21)을 가지는 가동자(20)측에는 리니어 가이드 레일(41)과 쌍(pair)으로 되는 가이드 블록(42)이 좌우에 고정되고, 이 가이드 블록(42)의 사이의 스페이스에는 비자성체 홀더(22)에 계자 자석 형상과 동치수의 구멍 가공, 혹은 펀칭(punching) 가공이 실시되고, 계자 영구자석(21)이 고정된 구조로 되어 있다.

또한 가동자(20)측에는 고정자 베이스(31)에 고정된 리니어 스케일(53)의 검출측(52)과 공극(에어 갭)을 통해 리니어 스케일(50)의 스케일부(53)가 고정되어 있다.

다음에 고정자부(30)의 구성에 대해서 설명한다.

고정자 베이스(30)에는 주행 방향의 중심 위치를 따라 단면 구형 형상의 복수의 자성 철심(33)이 SN 극성을 엇갈리게 교대로 바꾸면서 뻗어 설치되어 있다. 자성 철심(33)의 주위에 각각 전기자 코일(34)이 권회되고, 그 주위를 절연층(35)으로 덮고 있다. 전기자 코일(34)에의 급전은 가동자부(20)가 최대 스트로크 길이 이동할 수 있는 가요도전선(36)에 의해 이루어진다.

또, 계자 영구자석(21)의 반전기자측에 자석 영구자석(21)과 공극을 통해 자성 백요크(39)를 설치하고 있다. 자성 백요크(39)는 전기자부(32) 및 계자 영구자석(21)을 덮도록 전기자부(32)의 주행 방향으로 뻗고, 주행 방향의 전후(front and rear) 스페이스에서 고정자 베이스(31) 상에 설치한 지지체(31c)에 고정되어 있다. 자성 백요크(39)의 폭 방향은 대략 상기 계자 영구자석(21)의 폭이고, 그 길이 방향은 대략 가동부(20)의 스트로크 이상으로 되어 있다.

또한, 고정자 베이스(31) 안에는 강제 액냉각 냉매용 도관(31a, b)이 형성되어 있고, 이 강제 액냉각용 냉매 도관(31a, 31b)의 형성 방법으로서는 단면 반원 형상의 긴 홈이 파여진 판(plate) 2매를 서로 반원 형상끼리 맞대어 단면 원형이 되도록 접착시키면 좋다. 이와 같이, 고정자 베이스(31)에 강제 액냉각용 냉매 도관(31a)을 매설시킨 구조로 하여 리니어 액츄에이터(10)의 실효 추진력 성능의 향상, 온도 상승 방지를 하고 있다.

리니어 가이드부(40)는 주로 리니어 가이드 레일(41)과, 리니어 가이드 레일(41) 상을 주행하는 리니어 가이드 블록(42)과, 리니어 가이드 블록(42)의 주행을 리니어 액츄에이터(10)의 주행 방향의 양단에서 강제적으로 멈추는 스토퍼 기구(43)로 이루어진다.

이와 같이, 평행하는 2개의 리니어 가이드 레일(41)의 전후좌우의 4단에 완충기(shock absorber)(43a∼43d)를 구비한 스토퍼 기구(43)를 설치하여 오버런(overrun) 방지 기구로 하고 있다.

위치 검출 검출부(50)는 주로 고정자 베이스(31) 상에 고정되는 검출부 지지체(51)와, 검출부 지지체(51)에 고정되는 리니어 스케일 검출부(52)와, 리니어 스케일 검출부(52)로부터 근접 거리로 가동자측에 고정되는 리니어 스케일(53)로 이루어진다.

본 발명의 응용 변형예로서 탄성 백요크(39)를 박판 형상의 전자 강판을 라미네이트(laminate)(적층)한 것을 이용하는 경우도 있다. 이 경우, 마지막에 자성 백요크로서 박판 전자 강판의 적층체를 이용하였으므로, 계자자속이 쇄교함으로써 와전류 손실을 저감하는 것이 가능하고, 고속시의 철심에 있어서의 전력 손실 저감 효과가 커진다.

이상 기술한 것처럼, 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 자석 홀 더를 비자성체로 구성하였으므로, 가동부의 중량을 경량화 할 수가 있다.

또, 계자 영구자석의 반전기자측에 자성 백요크를 배치하여 설치하였으므로, 가동부의 경량화를 위해서 자석 홀더를 비자성체로 구성한 분을 자성 백요크로 보충하고, 고추진력, 고가감 속도를 실현하는 것이 가능하게 된다.

또한, 자성 백요크의 폭 방향은 대략 상기 계자 영구자석의 폭이고, 그 길이 방향은 대략 상기 가동부의 스트로크 이상이고, 한편 그 길이 방향 양단이 상기 고정부에 고정되고, 상기 자성 백요크와 상기 계자 영구자석의 사이에 공극을 형성하였으므로, 가능한 한의 최대 추진력, 최대 가감 속도를 실현하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 자석 홀더에는 리니어 스케일의 스케일부가 고정되고, 상기 고정자 베이스(31)에는 상기 스케일부와 공극을 통해 상기 리니어 스케일의 검출측을 고정하였으므로, 자석 홀더가 비자성체로 되어 있으므로, 위치 검출 검출부는 자력선의 영향을 받기 어려워진다. 상기 각 리니어 가이드 레일의 상에 가이드 블록이 각각 배치되어 구비되고, 상기 자석 홀더가 상기 가이드 블록에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기자부의 길이 방향에는 상기 전기자부의 양측면을 사이에 두도록 리니어 가이드 레일이 2개 평행 배치 고정되고, 상기 각 리니어 가이드 레일의 상에 가이드 블록이 각각 배치되어 구비되고, 상기 자석 홀더를 상기 가이드 블록에 고정하였으므로, 리니어 가이드 레일 및 가이드 블록은 강도가 강하지 않은 재료로 실현할 수 있도록 된다.

또, 가이드 블록간의 폭 방향 스페이스에 대응하는 폭의 구멍이 상기 비자성 홀더에 가공되고, 상기 구멍에 상기 계자 자석을 고정하였으므로, 리니어 액츄에이터의 높이를 낮게 할 수 있도록 된다.

그리고, 평행하는 2개의 리니어 가이드 레일의 4단에 스토퍼 기구를 설치하였으므로, 스토퍼 기구의 능력이 작은 것으로 충분하게 되고, 게다가 종래의 2곳에서 4곳에 설치하였으므로, 1개의 스토퍼 기구의 능력은 한층 더 작은 것으로 충분하게 된다.

또, 상기 고정자 베이스(31)로 액냉용 냉매 도관을 매설하였으므로, 발열체인 전기자부가 고정측으로 되기 때문에, 고정측의 1개소에 집약된 발열부를 액냉각 등의 강제 냉각 구조가 가능하게 되고, 액츄에이터의 냉각 성능을 올릴 수가 있다.

본 발명에 의하면, 계자 자석이 가동측으로 되는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서, 특히 가동자의 중량을 경량화하기 위한 자기회로 구조로서 유용하다.

Claims

고정자 베이스와, 상기 고정자 베이스에 고정되는 자성 철심 및 상기 자성 철심의 주위에 권회되는 전기자 코일로 이루어지는 상기 전기자부를 가지는 고정자부와,

상기 자성 철심과 자기적 공극을 통해 대향 배치되는 계자 영구자석과,

상기 계자 영구자석을 지지하고 상기 고정자 베이스 상에 이동 가동하게 배치된 자석 홀더를 가지는 가동자부로 이루어지는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터에 있어서,

상기 자석 홀더를 비자성체로 구성하고,

상기 계자 영구자석의 반전기자측에 자성 백요크를 배치하여 설치하고,

한편 상기 자성 백요크의 폭은 대략 상기 계자 영구자석의 폭이고,

그 길이 방향은 대략 상기 가동부의 스트로크 이상이고,

한편 그 길이 방향 양단이 상기 고정부에 고정되고,

상기 자성 백요크와 상기 계자 영구자석의 사이에 공극을 형성한 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항에 있어서,

상기 자석 홀더에는 리니어 스케일의 스케일부가 고정되고,

상기 고정자 베이스에는 상기 스케일부와 공극을 통해 상기 리니어 스케일의 검출측이 고정된 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 전기자부의 길이 방향에는 상기 전기자부의 양측면을 사이에 두도록 리니어 가이드 레일이 2개 평행 배치 고정되고,

상기 각 리니어 가이드 레일의 상에 가이드 블록이 각각 배치되어 구비되고,

상기 자석 홀더가 상기 가이드 블록에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가이드 블록간의 폭 방향 스페이스에 대응하는 폭의 구멍이 상기 비자성 홀더에 가공되고,

상기 구멍에 상기 계자 자석이 고정된 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행하는 2개의 리니어 가이드 레일의 4단에 스토퍼 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고정자 베이스(31)에 액냉각용 냉매 도관을 매설시킨 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성 백요크로서 박판 전자 강판의 적층체를 이용한 것을 특징으로 하는 무빙 마그네트형 리니어 액츄에이터.