WO2005122369A1 - ムービングマグネット形リニアスライダ - Google Patents

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linear
linear slider
magnetic
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Inventor
Yasuhiro Miyamoto
Tatsuhiko Koba
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Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines

Definitions

  • the present invention relates to a linear motor that is used for various industrial machines such as, for example, electric component mounting apparatuses, semiconductor-related apparatuses, and machine tools, and is suitable for driving a linear motion mechanism.
  • the present invention relates to a moving magnet type linear slider in which a magnetic field is used as a mover and an armature having an armature coil is used as a stator.
  • FIG. I Conventionally, a linear motor that is used for various industrial machines such as an electric component mounting apparatus, a semiconductor-related apparatus, and a machine tool and is suitable for driving a linear motion mechanism thereof is as shown in FIG. I have. 6A and 6B show a moving magnet type linear slider showing the prior art, wherein FIG. 6A is a plan view thereof, FIG. 6B is a front sectional view taken along the line BB of FIG. ) Corresponds to the view seen from arrow A in (b).
  • 21 is a fixed base
  • 22 is a magnet track
  • 23 is a field permanent magnet
  • 24 is a field yoke
  • 25 is a guide rail
  • 26 is a guide block
  • 27 is a sensor head
  • 28 is a linear scale
  • 29 is Stono
  • 30 is an armature
  • 31 is an armature coil
  • 32 is a connection board.
  • a field yoke 24 is provided on the back surface of a field permanent magnet 23, and the field yoke 24 also functions as a mover and a magnetic circuit.
  • the armature 30 has a structure having a plurality of slotless armature coils 31 fixed on a connection board 32, and has a movable base and a magnetic gap on a fixed base 21 made of a solid magnetic material. And form a stator. Note that a plurality of Hall elements, not shown, for performing magnetic pole detection are embedded in the connection substrate 32 so as to face the field permanent magnets 23!
  • the Hall element detects the position of the opposing field magnet from one of the Hall elements at the initial time when the power is turned on, and adjusts the position of the detected field magnet 23.
  • a detection signal for causing a drive current to flow through the armature coil 31 is output (for example, see Patent Document 1).
  • On both sides of the armature 30, parallel guide rails 25 are fixed on a fixed base 21.
  • On the guide rails 25, guide blocks 26 sliding on the rails are provided at lower portions of both ends of a field yoke 24.
  • a magnetic linear scale 28 constituting a linear encoder is disposed on the side surface of the mover, and a sensor head for detecting the linear scale 28 on the fixed base 21 so as to face the linear scale 28. 27 are provided.
  • a stopper 29 is provided between the ends of the two guide rails 25 to prevent the mover from overrunning!
  • the linear slider has a magnetic circuit structure in which the magnetic flux of the field permanent magnet 23 is linked to the fixed base 21.
  • the armature coil 31 When the armature coil 31 is excited, the movement generated by the field and the armature is generated.
  • the mover is linearly moved by a magnetic field within a stroke that is the difference between the armature length and the mover length (for example, see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 266659 (specification page 5, FIG. 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-10617 (specification pages 7 to 9, FIG. 1 and FIG. 3)
  • the conventional linear slider has a structure in which the armature and the field permanent magnet that constitute the linear motor face each other on one side, a magnetic attractive force acts between the two. Therefore, the guide rails and guide blocks that support the linear motor are structured in two rows to reduce torsional moment. However, with this structure, the magnetic attraction force applied a preload to the linear guide, increasing the guide friction. In addition, due to the parallelism error between the two rows of guide rails, a partial change in friction occurred in the stroke direction, and the thrust was not constant.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem, and eliminates the magnetic attraction force of the linear motor, does not apply pressure to the linear guide, and places the linear guide near the center axis of the linear motor thrust. It is an object of the present invention to provide a low-viscosity friction moving magnet type linear slider device in which a single linear guide device is disposed to minimize linear guide friction. Means for solving the problem To solve the above problems, the present invention is configured as follows.
  • the moving magnet type linear slider according to claim 1 is a linear motor which is disposed on a fixed base in parallel to face to face, and comprises a field constituting a mover and an armature constituting a stator.
  • the field of the linear motor is provided on the guide block and has a substantially U-shaped cross section.
  • a magnetic yoke having a shape and arranged so that an opening thereof is oriented in a horizontal direction, and along a longitudinal direction of an inner facing surface of the magnetic yoke.
  • the linear motor is constituted by a magnet track including a pair of field permanent magnets in which magnetic poles having different polarities are provided side by side and the magnetic poles facing each other have opposite polarities.
  • the armature is provided vertically on one side surface of the fixed base, and is provided so as to be orthogonal to the armature holder.
  • the armature is provided inside the pair of field permanent magnets.
  • a linear scale provided on a lower surface of a bottom of the magnetic yoke opposite to the opening of the magnetic yoke.
  • a sensor head mounted on a side surface opposite to the fixed base on which the armature holder is disposed so as to face the linear scale.
  • the length L in the stroke direction of the magnet track is set to the stroke of the armature.
  • a magnetic pole detector is built in the armature, and the magnetic pole detector detects an initial magnetic pole of the linear slider.
  • the length L of the magnet track in the stroke direction is defined by a stroke of the armature.
  • the invention of claim 4 provides the moving magnet linear slider according to claim 1!
  • the length L of the magnet track in the stroke direction is defined by the stroke direction of the armature.
  • the magnetic pole detector When a magnetic pole detector is arranged and fixed at an end of the armature opposite to the motor lead side so as to be separate from the armature, and is moved to the end of the magnet track force s stroke. In this case, the magnetic pole can be always detected.
  • the bottom of the magnet track is balanced with the weight of the mover so as to face the fixed base.
  • the spring is provided with a gravity compensation spring.
  • the magnetic attraction force of the linear motor is eliminated, the linear guide is prevented from being pressurized, and the linear guide is disposed at one location near the linear motor thrust center axis. Only, linear guide friction can be minimized. As a result, the fine thrust control of the linear slider can be improved.
  • the drive stroke can be secured within the entire length of the fixed base by making the magnet track shorter than the coreless armature length, and the linear slider size can be made compact.
  • FIG. 1 is a front sectional view of a moving magnet type linear slider common to the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a moving magnet type linear slider showing a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view seen in the direction of arrow A in FIG. 1, and (b) is a view seen in the direction of arrow in FIG. B direction force Perspective side view Equivalent to the figure
  • FIG. 3 A thrust characteristic diagram showing the operation of a moving magnet type linear slider according to the present embodiment.
  • FIG. 4 A moving magnet type linear slider according to a second embodiment of the present invention, wherein (a) shows FIG. View in the direction of arrow A in the perspective view (b) corresponds to the side view in the direction of arrow B in FIG.
  • FIG. 5 is a moving magnet type linear slider showing a third embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view seen through an A-direction force in FIG. 1 and (b) is a perspective view in FIG. B direction force Perspective side view Equivalent to the figure
  • FIG. 6 is a moving magnet type linear slider showing a conventional technique, wherein (a) is a plan view thereof, (b) is a front sectional view taken along line BB of (a), Is equivalent to the view seen from arrow A in (b).
  • FIG. 1 is a front sectional view of a moving magnet type linear slider common to the first to third embodiments of the present invention
  • FIG. 2 is a moving magnet type linear slider showing the first embodiment of the present invention.
  • (A) is a plan view seen through the force in the direction of arrow A in FIG. 1
  • (b) is a side view seen through the direction of arrow B in FIG. 1.
  • 1 is a fixed base
  • 1A is a female screw provided on the fixed base
  • 2 is a magnet track
  • 3 is a field permanent magnet
  • 4 is a magnetic yoke
  • 4A is a female screw provided on a magnetic yoke 4
  • 5 Is the guide rail of the linear guide
  • 6 is the guide block
  • 7 is the sensor head
  • 8 is the linear scale
  • 9 is the bolt
  • 10 is the armature
  • 11 is the armature coil
  • 12 is the armature holder
  • 12A is the armature holder 12.
  • Provided through holes, 13 is a stopper
  • 14 is a pressing portion
  • 15 is a sensor holder
  • 16 is a motor lead
  • 17 is a magnetic pole detector lead
  • 18 is a linear scale lead
  • 19 is a gravity compensation spring.
  • the moving magnet type linear slider is such that the field of the linear motor is provided on the guide block 6 and has a substantially U-shaped cross-sectional shape.
  • the magnetic yoke 4 is disposed so as to face the horizontal direction, and the magnetic poles having different polarities are arranged side by side along the longitudinal direction of the inner facing surface of the magnetic yoke and face each other. It is composed of a magnet track 2 composed of a pair of field permanent magnets 3 provided so that the polarities of the magnetic poles are opposite to each other.
  • the armature of the linear motor is mounted on one side surface of the fixed base 1 in a vertical direction.
  • An armature holder 12 attached to the armature holder, and a flat coreless type that is provided so as to be orthogonal to the armature holder 12, and is disposed inside a pair of field permanent magnets 3 via a magnetic gap. Composed of armature coil 11 It has a suction force canceling structure,
  • the detecting means includes a linear scale 8 provided on the lower surface of the bottom opposite to the opening of the magnetic yoke 4 and a linear scale provided on the side opposite to the fixed base 1 on which the armature holder 12 is provided.
  • the length L of the magnet track 2 in the stroke direction is set to the length of the armature 10 in the stroke direction.
  • the armature 10 has a built-in magnetic pole detector (not shown), and the magnetic pole detector (not shown) detects the initial magnetic pole of the linear slider. Further, a gravity compensating spring 19 for balancing the weight of the mover is provided at the bottom of the magnet track 2 so as to face the fixed base 1. Next, the operation will be described.
  • FIG. 3 is a thrust characteristic diagram showing the operation of the moving magnet type linear slider according to the present embodiment.
  • the present invention of (a) has no hysteresis in the thrust characteristic with respect to the current as compared with the prior art of (b), and it is possible to control the minute thrust of the linear slider.
  • the arrangement of the field of the linear motor and the armature has an attractive force canceling structure as in the above configuration, so that the magnetic attractive force of the linear motor is eliminated and no preload is applied to the linear guide.
  • the linear guide can be arranged at one location near the center axis of the thrust of the linear motor, and the friction of the linear guide can be minimized. As a result, fine thrust control of the linear slider can be improved.
  • the linear slider of this embodiment has a configuration in which the length of the magnet track is longer than the length of the coreless armature and the armature has a built-in magnetic pole detector, so that the difference in length is equal to the effective stroke of the linear slider.
  • the initial magnetic pole can be easily detected by the magnetic pole detector built in the armature.
  • a gravity compensation spring 19 is provided at the bottom of the magnet track 2 so as to oppose the fixed base 1 to move the weight of the mover. I have to.
  • FIG. 4 shows a moving magnet type linear slider according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 (a) is a plan view showing the force in the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 4 (b) is the arrow in FIG.
  • the force in the direction of sight B also corresponds to a side view seen through.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is that the length L of the magnet track 2 in the stroke direction is made shorter than the length L of the armature 10 in the stroke direction, and a difference L mg in the stroke direction is obtained. aa Let L be the effective stroke of the linear slider, and detect the initial magnetic pole of the linear slider mg
  • the magnet track is made shorter than the coreless armature length, so that the difference in the length becomes the effective stroke of the linear slider.
  • the stroke can be secured, and the size of the linear slider can be reduced.
  • FIG. 5 shows a moving magnet type linear slider according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing the force in the direction of arrow A in FIG. 1, and FIG. 5 (b) is the arrow in FIG.
  • the force in the direction of sight B also corresponds to a side view seen through.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the length L of the magnet track 2 in the stroke direction is made longer than the length L of the armature 10 in the stroke direction, and the difference L mg in the stroke direction is obtained.
  • a mg / L is the effective stroke of the linear slider.
  • a magnetic pole detector (magnetic pole detector head 20) is arranged and fixed at the opposite end so as to be separate from the armature 10, and magnetic pole detection is always performed even when the magnet track 2 moves to the stroke end. The point is that we can do it.
  • the linear slider of the third embodiment is configured as described above, the length of the magnet track is made longer than the length of the coreless armature, and the magnetic pole is detected separately from the armature at the end of the armature. Since the magnetic pole detector is used, the initial magnetic pole can always be detected even when the armature force S stroke length is moved by the magnetic pole detector. Magnetic pole detection can be dispensed with at power up.
  • the present invention can also be applied to applications such as glass cutting machines that require precise control of the tip.

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Abstract

　リニアモータによる磁気吸引力を無くし、リニアガイド摩擦を最小化することができるムービングマグネット形リニアスライダ装置を提供する。 　リニアモータの界磁は、略Ｕ字状の断面形状を有した磁性体ヨーク（４）と、磁性体ヨークの内側対向面の長手方向に沿って極性が交互に異なる磁極を並設した一対の界磁用永久磁石（３）とよりなるマグネットトラック（２）で構成され、リニアモータの電機子は、固定ベース（１）の側面上に鉛直方向に取付けた電機子ホルダ（１２）と、電機子ホルダ（１２）と直交するように設けた平板状のコアレス形の電機子コイル（１１）とより構成される。マグネットトラック（２）のストローク方向の長さＬｍｇを、電機子（１０）のストローク方向の長さＬａより長くし、また、マグネットトラック（２）の底部に、固定ベース（１）と対向するように可動子の重量とバランスさせるための重力補償用ばね（１９）を設けた。

Description

明 細 書
ムービングマグネット形リニアスライダ
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの 各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なリニアモータに 関し、特に永久磁石よりなる界磁を可動子とし、電機子コイルを有した電機子を固定 子として構成するム—ビングマグネット形 (Moving Magnet)形リニアスライダに関 する。
背景技術
[0002] 従来、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの各種産業機 械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なリニアモータは、図 3に示す ようになつている。なお、図 6は従来技術を示すム—ビングマグネット形リニアスライダ であって、（a)はその平面図、（b)は（a)の B— B線に沿う正断面図であり、 (a)は（b) の矢視 Aから透視した図に相当する。
図 6において、 21は固定ベース、 22はマグネットトラック、 23は界磁永久磁石、 24 は界磁ヨーク、 25はガイドレール、 26はガイドブロック、 27はセンサヘッド、 28はリニ ァスケール部、 29はストッノ 、 30は電機子、 31は電機子コイル、 32は結線基板であ る。
リニアスライダは、界磁永久磁石 23の背面に界磁ヨーク 24を設けて、界磁ヨーク 24 が可動子と磁気回路を兼用している。また、電機子 30は、結線基板 32上に固着され たスロットレスの電機子コイル 31を複数備えた構造を有すると共に、ソリッドの磁性部 材でできた固定ベース 21上に可動子と磁気的空隙を介して配置されて、固定子を 構成している。なお、結線基板 32には界磁永久磁石 23に対向するように磁極検出 を行うための複数の図示しな 、ホール素子を埋め込みようになって!/、る。該ホール素 子 (不図示）は、電源を ONさせた初期の時点で何れかの、ホール素子から対向する 界磁磁石の位置を検出して、検出された界磁磁石 23の位置に合わせて駆動電流を 電機子コイル 31に流すための検出信号を出力する (例えば、特許文献 1参照)。 この電機子 30の両側には、平行するガイドレール 25が固定ベース 21上に固定さ れ、ガイドレール 25上には、該レール上を摺動するガイドブロック 26が界磁ヨーク 24 の両端の下部に固定されている。さらに、可動子の側面には、リニア形のエンコーダ を構成する磁気式のリニアスケール 28が配設され、このリニアスケール 28に対向す るように固定ベース 21に該リニアスケール 28を検出するセンサヘッド 27が配設され ている。それから、 2本のガイドレール 25の端部の間には可動子のオーバランを防止 するためのストッパ 29が設けられて!/、る。
このリニアスライダは界磁永久磁石 23の磁束が、固定ベース 21に鎖交する磁気回 路構造になっており、また、電機子コイル 31を励磁すると、界磁と電機子とで作られ る移動磁界により可動子を、電機子長と可動子長の差であるストローク内で直線移動 するようになつている（例えば、特許文献 1および 2を参照)。
特許文献 1 :特開平 9 266659号公報 (明細書第 5頁、図 3)
特許文献 2 :特開 2002— 10617 (明細書第 7頁〜 9頁、図 1および図 3)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
従来のリニアスライダは、先ずリニアモータを構成する電機子と界磁永久磁石が各 々の片面側で対向する構造になっているため、この 2者間には磁気吸引力が働くこと になる。従ってリニアモータを支持するガイドレールおよびガイドブロックはねじりモー メントを軽減するために 2列で支持する構造となっている。し力しながら、この構造で は、磁気吸引力によりリニアガイドに与圧がかかり、ガイド摩擦を増大させることとなつ た。また 2列のガイドレールの平行度の誤差により、ストローク方向に部分的な摩擦の 変化が発生し、推力が一定がとならないため、微小な推力制御ができないという問題 かあつた。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、リニアモータによる磁気 吸引力を無くし、リニアガイドに与圧をかけな 、ようにすると共にリニアガイドをリ二 Ύ モータ推力中心軸近傍に 1本配置し、リニアガイド摩擦を最小化することができる低 粘性摩擦ムービングマグネット形リニアスライダ装置を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項 1のムービングマグネット形リニアスライダに係る発明は、固定ベース上に平 行に対向配置されると共に、可動子を構成する界磁と固定子を構成する電機子より 成るリニアモータと、前記リニアモータの可動子を案内支持するガイドレールとガイド ブロック力 なるリニアガイドと、前記可動子と前記固定ベースの相対位置を検出する ための検出手段と、を備え、前記移動体を前記固定ベースに対して前記ガイドレー ル上の長手方向に沿って往復動させたムービングマグネット形リニアスライダにお!ヽ て、前記リニアモータの界磁は、前記ガイドブロック上に設けられると共に、略 U字状 の断面形状を有し、かつ、その開口部が水平方向を向くように配設してなる磁性体ョ ークと、前記磁性体ヨークの内側対向面の長手方向に沿って極性が交互に異なる磁 極が並設され、且つ、互いに対向する前記磁極の極性が反対の極性となるように設 けた一対の界磁用永久磁石とよりなるマグネットトラックで構成され、前記リニアモータ の電機子は、前記固定ベースの一方の側面上に鉛直方向に取付けた電機子ホルダ と、前記電機子ホルダと直交するように設けられると共に、前記一対の界磁用永久磁 石の内側に磁気的空隙を介して対向配置させた平板状のコアレス形の電機子コイル とより構成され、前記検出手段は、前記磁性体ヨークの開口部と反対側の底部の下 面に設けてなるリニアスケールと、前記電機子ホルダを配設した固定ベースと反対側 の側面上に前記リニアスケールに対向するように取付けたセンサヘッドより構成され ていることを特徴としている。
また、請求項 2の発明は、請求項 1記載のムービングマグネット形リニアスライダに おいて、前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク
mg
方向の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L 一 Lをリニアスライダの有効
a mg a
ストロークとすると共に、前記電機子に磁極検出器を内蔵し、該磁極検出器によりリニ ァスライダの初期磁極を検出するようにしたことを特徴として 、る。
また、請求項 3の発明は、請求項 1記載のムービングマグネット形リニアスライダに おいて、前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク
mg
方向の長さ Lより短くし、該ストローク方向の長さの差 L一 L をリニアスライダの有効
a a mg
ストロークとしたことを特徴として 、る。 請求項 4の発明は、請求項 1記載のムービングマグネット形リニアスライダにお！、て 、前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク方向
mg
の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L 一 Lをリニアスライダの有効スト a mg a
ロークとするものであり、前記電機子のモータリード側と反対側の端部に該電機子と 別体になるように磁極検出器を配置固定し、前記マグネットトラック力 sストローク端に 移動した場合であっても常時磁極検出ができるようにしたことを特徴としている。 請求項 5の発明は、請求項 1〜4までの何れか 1項に記載のムービングマグネット形 リニアスライダにおいて、前記マグネットトラックの底部に、前記固定ベースと対向する ように可動子の重量とバランスさせるための重力補償用ばねを設けたことを特徴とし ている。
発明の効果
[0005] 請求項 1に記載の発明によると、リニアモータによる磁気吸引力を無くし、リニアガイ ドに与圧をかけないようにすると共にリニアガイドの配置がリニアモータ推力中心軸近 傍の 1箇所ですみ、リニアガイド摩擦を最小することができる。その結果、リニアスライ ダの微小推力制御を向上することができる。
また、請求項 3に記載の発明によると、コアレス電機子長よりマグネットトラックを短く することで固定ベース全長範囲内で駆動ストロークを確保することができ、リニアスラ イダサイズをコンパクトにできる。
請求項 2、 4に記載の発明によると、請求項 3の構成とは逆にコアレス電機子長より マグネットトラックを長くすることで、可動子力 Sストローク長を移動した場合であっても、 磁極検出器により常時初期磁極検出が可能になることから、請求項 3で必要であった 、ソフトウェアによる磁極検出が電源投入に不要とすることができる。
請求項 5に記載の発明によると、マグネットトラックの底部に可動子の重量とバランス させるための重力補償用ばねを設けることで、コンパクトで且つ緻密な微小推力力制 御を可能にできる。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1]本発明の第 1実施例〜第 3実施例に共通なムービングマグネット形リニアスライ ダの正断面図 [図 2]本発明の第 1実施例を示すム—ビングマグネット形リニアスライダであって、 (a) は図 1の矢視 A方向力 透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B方向力 透視した側面 図に相当するもの
[図 3]本実施例によるムービングマグネット形リニアスライダの動作を示す推力特性図 [図 4]本発明の第 2実施例を示すム—ビングマグネット形リニアスライダであって、 (a) は図 1の矢視 A方向力 透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B方向力 透視した側面 図に相当するもの
[図 5]本発明の第 3実施例を示すム—ビングマグネット形リニアスライダであって、 (a) は図 1の矢視 A方向力 透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B方向力 透視した側面 図に相当するもの
[図 6]従来技術を示すム—ビングマグネット形リニアスライダであって、 (a)はその平面 図、（b)は（a)の B— B線に沿う正断面図であり、 (a)は (b)の矢視 Aから透視した図 に相当するもの
符号の説明
1 固定ベース
1A 雌ねじ部
2 マグネットトラック
3 界磁永久磁石
4 磁性体ヨーク
4A 雌ねじ部
5 リニアガイドのレーノレ
6 ガイド、ブロック
7 センサヘッド
8 リニアスケール
9 ボルト
10 電機子
11 電機子コイル
12 電機子ホルダ 12A 貫通孔
13 ストッパ
14 押し当て部
15 センサホルダ
16 モータリード
17 磁極検出器リード
18 リニアスケールリード
19 重力補償用ばね
20 磁極検出ヘッド
21 固定ベース
22 マグネットトラック
23 界磁永久磁石
24 界磁ヨーク
25 ガイドレール
26 ガイド、ブロック
27 センサヘッド
28 リニアスケール部
29 ストッパ
30 電機子
31 電機子コイル
32 結線基板
発明を実施するための最良の形態
[0008] 以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実施例 1
[0009] 図 1は本発明の第 1実施例〜第 3実施例に共通なムービングマグネット形リニアスラ イダの正断面図、図 2は本発明の第 1実施例を示すすムービングマグネット形リニア スライダであって、（a)は図 1の矢視 A方向力 透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B 方向カゝら透視した側面図に相当するものである。 本発明の特徴は以下のとおりである。
図において、 1は固定ベース、 1Aは固定ベース 1に設けた雌ねじ部， 2はマグネット トラック、 3は界磁永久磁石、 4は磁性体ヨーク、 4Aは磁性体ヨーク 4に設けた雌ねじ 部、 5はリニアガイドのガイドレール、 6はガイドブロック、 7はセンサヘッド、 8はリニア スケール、 9はボルト、 10は電機子、 11は電機子コイル、 12は電機子ホルダ、 12A は電機子ホルダ 12に設けた貫通孔、 13はストッパ、 14は押し当て部、 15はセンサホ ルダ、 16はモータリード、 17は磁極検出器リード、 18はリニアスケールリード、 19は 重力補償用ばねである。
本発明が従来技術と異なる点は、ムービングマグネット形リニアスライダは、リニアモ ータの界磁は、ガイドブロック 6上に設けられると共に、略 U字状の断面形状を有し、 かつ、その開口部が水平方向を向くように配設してなる磁性体ヨーク 4と、磁性体ョー クの内側対向面の長手方向に沿って極性が交互に異なる磁極が並設され、且つ、互 いに対向する磁極の極性が反対の極性となるように設けた一対の界磁用永久磁石 3 とよりなるマグネットトラック 2で構成され、リニアモータの電機子は、固定ベース 1の一 方の側面上に鉛直方向に取付けた電機子ホルダ 12と、電機子ホルダ 12と直交する ように設けられると共に、一対の界磁用永久磁石 3の内側に磁気的空隙を介して対 向配置させた平板状のコアレス形の電機子コイル 11とより構成されており、吸引力相 殺形構造となって 、る点である、
また、検出手段は、磁性体ヨーク 4の開口部と反対側の底部の下面に設けてなるリ ユアスケール 8と、電機子ホルダ 12を配設した固定ベース 1と反対側の側面上にリニ ァスケール 8に対向するように取付けたセンサヘッド 7より構成されたものとなっている また、マグネットトラック 2のストローク方向の長さ L を、電機子 10のストローク方向
mg
の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L 一 Lをリニアスライダの有効スト a mg a
ロークとすると共に、電機子 10に図示しない磁極検出器を内蔵し、該磁極検出器（ 不図示）によりリニアスライダの初期磁極を検出するようにしたものとなっている。 また、マグネットトラック 2の底部に、固定ベース 1と対向するように可動子の重量と バランスさせるための重力補償用ばね 19を設けたものとなっている。 [0010] 次に、動作について説明する。
図 1、 2に示すように、リニアモータの電機子に図示しない外部電源力 通電すると 、テーブルを固定ベースに対してガイドレール上の長手方向に沿って往復動するが 、その際、移動体であるマグネットトラック 2側に設けたリニアスケール 8に対して固定 ベース 1側に設けたセンサヘッド 7により、移動体と固定ベースの相対位置を検出す る。
ここで、図 3は本実施例によるムービングマグネット形リニアスライダの動作を示す推 力特性図である。図 3に示すように、（a)の本発明は (b)の従来技術に対して、電流 に対する推力特性にヒステリシス性が無くなっており、リニアスライダの微小推力制御 を可能にすることができる。
[0011] したがって、本実施例は上記構成のごとぐリニアモータの界磁と電機子の配置を 吸引力相殺構造としたので、リニアモータによる磁気吸引力を無くし、リニアガイドに 与圧をかけないようにすると共にリニアガイドの配置がリニアモータ推力中心軸近傍 の 1箇所ですみ、リニアガイド摩擦を最小することができる。その結果、リニアスライダ の微小推力制御を向上することができる。
また、本実施例のリニアスライダは、コアレス電機子長よりマグネットトラックの長さを 長くし、電機子に磁極検出器を内蔵した構成にしたので、その長さの差がリニアスラ イダの有効ストロークとする構造となると共に、電機子に内蔵した磁極検出器により容 易に初期磁極検出を行うことができる。
また、マグネットトラック 2の底部に、固定ベース 1と対向するように可動子の重量と ノ《ランスさせるための重力補償用ばね 19を設けたので、コンパクトで且つ緻密な微 小推力力制御を可能にしている。
実施例 2
[0012] 図 4は本発明の第 2実施例を示すすムービングマグネット形リニアスライダであって 、 （a)は図 1の矢視 A方向力も透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B方向力も透視した 側面図に相当するものである。
第 2実施例が第 1実施例と異なる点は、マグネットトラック 2のストローク方向の長さ L を、電機子 10のストローク方向の長さ Lより短くし、該ストローク方向の長さの差 L mg a a 一 L をリニアスライダの有効ストロークとすると共に、リニアスライダの初期磁極検出 mg
をソフトウェアにより検出するようにした点である。なお、リニアスライダの初期磁極検 出は、電源投入時にソフトウェアによる磁極サーチを行う必要がある。
[0013] したがって、本実施例は、コアレス電機子長よりマグネットトラックを短くすることで、 その長さの差がリニアスライダの有効ストロークとする構造となることから、固定ベース 全長範囲な ヽで駆動ストロークを確保することができ、リニアスライダサイズを小形ィ匕 することができる。
実施例 3
[0014] 図 5は本発明の第 3実施例を示すすムービングマグネット形リニアスライダであって 、（a)は図 1の矢視 A方向力も透視した平面図、（b)は図 1の矢視 B方向力も透視した 側面図に相当するものである。
第 3実施例が第 1実施例と異なる点は、マグネットトラック 2のストローク方向の長さ L を、電機子 10のストローク方向の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L mg a mg 一 Lをリニアスライダの有効ストロークとするものであり、電機子 10のモータリード側と a
反対側の端部に該電機子 10と別体になるように磁極検出器 (磁極検出器ヘッド 20) を配置固定し、マグネットトラック 2がストローク端に移動した場合であっても常時磁極 検出ができるようにした点である。
[0015] したがって、第 3実施例のリニアスライダは上記構成にしたので、コアレス電機子長 よりマグネットトラックの長さを長くし、電機子の端部の位置に電機子とは別体に磁極 検出器を設ける構成にしたので、磁極検出器により可動子力 Sストローク長を移動した 場合であっても、常時初期磁極検出が可能になることから、第 2実施例で必要であつ た、ソフトウェアによる磁極検出が電源投入に不要とすることができる。
産業上の利用可能性
[0016] リニアガイド摩擦を小さぐ且つストローク領域で一定にすることによって微小推力 制御が可能となるので、先端部の緻密な制御が必要なガラスカッティングマシン等の 用途にも適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 固定ベース上に平行に対向配置されると共に、可動子を構成する界磁と固定子を 構成する電機子より成るリニアモータと、前記リニアモータの可動子を案内支持する ガイドレールとガイドブロック力 なるリニアガイドと、前記可動子と前記固定ベースの 相対位置を検出するための検出手段と、を備え、前記移動体を前記固定ベースに対 して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させたムービングマグネット形リ 二ァスライダにおいて、
前記リニアモータの界磁は、前記ガイドブロック上に設けられると共に、略 U字状の 断面形状を有し、かつ、その開口部が水平方向を向くように配設してなる磁性体ョー クと、前記磁性体ヨークの内側対向面の長手方向に沿って極性が交互に異なる磁極 が並設され、且つ、互いに対向する前記磁極の極性が反対の極性となるように設け た一対の界磁用永久磁石とよりなるマグネットトラックで構成され、
前記リニアモータの電機子は、前記固定ベースの一方の側面上に鉛直方向に取 付けた電機子ホルダと、前記電機子ホルダと直交するように設けられると共に、前記 一対の界磁用永久磁石の内側に磁気的空隙を介して対向配置させた平板状のコア レス形の電機子コイルとより構成され、
前記検出手段は、前記磁性体ヨークの開口部と反対側の底部の下面に設けてなる リニアスケールと、前記電機子ホルダを配設した固定ベースと反対側の側面上に前 記リニアスケールに対向するように取付けたセンサヘッドより構成されて 、ることを特 徴とするムービングマグネット形リニアスライダ。
[2] 前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク方向
mg
の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L 一 Lをリニアスライダの有効スト a mg a
ロークとするものであり、
前記電機子に磁極検出器を内蔵し、該磁極検出器によりリニアスライダの初期磁極 を検出するようにしたことを特徴とする請求項 1記載のムービングマグネット形リニアス ライダ。
[3] 前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク方向
mg
の長さ Lより短くし、該ストローク方向の長さの差 L一 L をリニアスライダの有効スト a a mg ロークとしたことを特徴とする請求項 1記載のムービングマグネット形リニアスライダ。
[4] 前記マグネットトラックのストローク方向の長さ L を、前記電機子のストローク方向
mg
の長さ Lより長くし、該ストローク方向の長さの差 L 一 Lをリニアスライダの有効スト a mg a
ロークとすると共に、電機子のモータリード側と反対側端に別部品になる磁極検出器 を配置固定して、前記マグネットトラックがストローク端に移動した場合であっても常時 磁極検出ができるようにしたことを特徴する請求項 1記載のムービングマグネット形リ 二ァスライダ。
[5] 前記マグネットトラックの底部に、前記固定ベースと対向するように可動子の重量と ノ ランスさせるための重力補償用ばねを設けたことを特徴とする請求項 1〜4までの 何れ力 1項に記載のムービングマグネット形リニアスライダ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020208732A1 (ja) * 2019-04-10 2020-10-15

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006022193B4 (de) * 2006-05-12 2009-08-27 Rovema - Verpackungsmaschinen Gmbh Vertikale Schlauchbeutelmaschine mit zwei Linearmotoren
DE102006022192B4 (de) * 2006-05-12 2009-08-27 Rovema - Verpackungsmaschinen Gmbh Vorrichtung zum Verschweißen einer Folienbahn
JP5250268B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 部品移載装置
JP5253824B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ、部品実装装置及び部品検査装置
JP5250267B2 (ja) * 2008-01-11 2013-07-31 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品移載装置
JP5598757B2 (ja) * 2010-01-26 2014-10-01 株式会社安川電機 冷媒冷却リニアモータ
JP5859856B2 (ja) * 2012-01-11 2016-02-16 ヤマハ発動機株式会社 リニアモータ及び部品実装装置
JP5824647B2 (ja) * 2012-10-18 2015-11-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発電装置
KR101308317B1 (ko) * 2013-03-19 2013-10-04 장석호 분할 코일체를 갖는 코일판과 분할 자석을 갖는 왕복 이동형 자석판을 이용한 발전겸용 전동장치
CN104259869B (zh) * 2014-05-20 2017-03-22 大连日佳电子有限公司 一种双层双相反应式线性精密调整滑台
US10471610B2 (en) 2015-06-16 2019-11-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot arm having weight compensation mechanism
TWI589100B (zh) * 2016-05-13 2017-06-21 台達電子工業股份有限公司 致動器和直線運動模組
CN107370331B (zh) * 2016-05-13 2019-11-29 台达电子工业股份有限公司 致动器和直线运动模块
NL2018266B1 (en) * 2017-01-31 2018-08-16 Ccm Beheer Bv Planar positioning device
US11387727B2 (en) 2019-04-29 2022-07-12 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Linear motors and wire bonding machines including the same
CN109980891A (zh) * 2019-04-30 2019-07-05 郑雨 一种圈轨式直线电动机
CN111564947A (zh) * 2020-05-19 2020-08-21 广州市昊志机电股份有限公司 一种无铁芯圆弧直线电机和驱动装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06253526A (ja) * 1993-03-01 1994-09-09 Sharp Corp 直線駆動装置
JPH08140329A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Toyota Auto Body Co Ltd 磁石可動型リニアモータ
JP2003172615A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Hitachi Metals Ltd 位置検出手段および相対移動装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3815750B2 (ja) * 1995-10-09 2006-08-30 キヤノン株式会社 ステージ装置、ならびに前記ステージ装置を用いた露光装置およびデバイス製造方法
JP4094799B2 (ja) * 2000-06-22 2008-06-04 日本トムソン株式会社 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置
JP2004015904A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Canon Inc リニアステージ、リニアポジショナおよびリニアスピンスタンド
JP2005278280A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Yaskawa Electric Corp ムービングコイル形リニアスライダ
JP4521221B2 (ja) * 2004-05-18 2010-08-11 日本トムソン株式会社 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06253526A (ja) * 1993-03-01 1994-09-09 Sharp Corp 直線駆動装置
JPH08140329A (ja) * 1994-11-07 1996-05-31 Toyota Auto Body Co Ltd 磁石可動型リニアモータ
JP2003172615A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Hitachi Metals Ltd 位置検出手段および相対移動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020208732A1 (ja) * 2019-04-10 2020-10-15
WO2020208732A1 (ja) * 2019-04-10 2020-10-15 ヤマハ発動機株式会社 リニア駆動装置及び部品実装用ヘッド
JP7231715B2 (ja) 2019-04-10 2023-03-01 ヤマハ発動機株式会社 リニア駆動装置及び部品実装用ヘッド

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