(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년03월17일
(11) 등록번호 10-1374464
(24) 등록일자 2014년03월07일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H02K 41/02 (2006.01) H02K 41/03 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-7026072
(22) 출원일자(국제) 2011년04월04일
심사청구일자 2013년10월02일
(85) 번역문제출일자 2013년10월02일
(65) 공개번호 10-2013-0115400
(43) 공개일자 2013년10월21일
(86) 국제출원번호 PCT/JP2011/001996
(87) 국제공개번호 WO 2012/137241
국제공개일자 2012년10월11일
(56) 선행기술조사문헌
JP1995274475 A
JP1997261942 A
JP2010288423 A
(73) 특허권자
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
일본국 도쿄도 지요다쿠 마루노우치 2쵸메 7반 3
고
(72) 발명자
다카이시 요스케
일본국 도쿄도 지요다쿠 마루노우치 2쵸메 7반 3
고 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내
나카 고키
일본국 도쿄도 지요다쿠 마루노우치 2쵸메 7반 3
고 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내
고바야시 마나부
일본국 도쿄도 지요다쿠 마루노우치 2쵸메 7반 3
고 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내
(74) 대리인
특허법인태평양
전체 청구항 수 : 총 12 항 심사관 : 임영훈
(54) 발명의 명칭 리니어 모터
(57) 요 약
종래의 리니어 모터의 문제점이었던, 가동부에 마련된 베어링과 축부재 사이의 미소한 갭만큼, 베어링과 축부재
의 사이에 덜컹거림이나 변동이 생기고, 결과적으로 기계에 추진력을 전달하는 샤프트 선단부의 위치결정 정밀도
가 저하하는 점을 해결하여, 베어링과 축부재 사이의 덜컹거림이나 변동을 없애고, 가동부의 위치결정 정밀도를
높게 하는 것이 가능한 리니어 모터를 얻기 위해, 리니어 모터는 고정부(1)와 가동부(2)를 가지고, 가동부(2)는
영구자석(21)과, 그 한쪽의 선단부에 배치되어 고정부(1) 내부를 축선방향으로 슬라이딩하는 자성재로 이루어지
는 슬라이딩 부재(32)를 구비하며, 고정부(1)는 슬라이딩 부재(32)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 고정부(1) 내
면에 맞닿아진 미끄럼 베어링(31)과, 고정부(1) 내부에 마련되어 그 내공간을 가동부(2)가 상대변위하는 코일
(11)을 구비하며, 슬라이딩 부재(32)는 그 중심축이 코일(11)에 의해서 형성되는 내공간의 단면 중심축으로부터
미끄럼 베어링(31) 측으로 편심되어 배치됨과 아울러 미끄럼 베어링(31)과 맞닿게 하였다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1374464
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특허청구의 범위
청구항 1
고정부와, 이 고정부 내부에 위치하고, 이 고정부에 대해서 축선방향으로 상대변위 가능하게 마련된 가동부를
가지는 리니어 모터로서,
상기 가동부는 축선방향으로 적층된 복수 개의 영구자석으로 이루어지는 자석부와, 이 자석부의 한쪽의 선단부
에 배치되어 상기 고정부 내부를 축선방향으로 슬라이딩 안내하는 자성재로 이루어지는 제1 슬라이딩부를 구비
하고,
상기 고정부는 상기 제1 슬라이딩부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 상기 고정부 내면에 맞닿아진 비자성재로 이
루어지는 제1 베어링과, 상기 고정부 내부에 마련되고, 자신의 내(內)공간에 자속을 발생시키며, 상기 자석부에
작용시켜 상기 가동부를 상대변위시키는 복수 개의 코일을 구비하며,
상기 제1 슬라이딩부는 상기 제1 슬라이딩부 중심축이 상기 코일에 의해서 형성되는 내공간의 단면 중심축으로
부터 상기 제1 베어링 측으로 편심(偏心)되어 배치됨과 아울러 상기 제1 베어링과 맞닿음으로써, 상기 영구자석
으로부터의 자기흡인력을 편심방향으로 작용시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 2
청구항 1에 있어서,
상기 고정부의 내단면은 직사각형 모양이고, 상기 제1 슬라이딩부는 직사각형 모양이며, 상기 제1 베어링의 단
면은 'L'자 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 3
청구항 2에 있어서,
상기 제1 베어링의 단면은 평판 모양인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 4
고정부와, 이 고정부 내부에 위치하고, 이 고정부에 대해서 축선방향으로 상대변위 가능하게 마련된 가동부를
가지는 리니어 모터로서,
상기 가동부는 축선방향으로 적층된 복수 개의 영구자석으로 이루어지는 자석부와, 이 자석부의 양쪽의 선단부
에 배치되며, 상기 고정부 내부를 축선방향으로 슬라이딩 안내하는 자성재로 이루어지는 제1 및 제2 슬라이딩부
를 구비하고,
상기 고정부는 상기 제1 및 제2 슬라이딩부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 상기 고정부 내면에 맞닿아진 비자성
재로 이루어지는 제1 및 제2 베어링과, 상기 고정부 내부에 마련되고, 자신의 내공간에 자속을 발생시키며, 상
기 자석부에 작용시켜 상기 가동부를 상대변위시키는 복수 개의 코일을 구비하며,
상기 제1 및 제2 슬라이딩부는 상기 제1 및 제2 슬라이딩부 중심축이 상기 코일에 의해서 형성되는 내공간의 단
면 중심축으로부터 상기 제1 및 제2 베어링 측으로 편심되어 배치됨과 아울러 상기 제1 및 제2 베어링과 맞닿음
으로써, 상기 영구자석으로부터의 자기흡인력을 편심방향으로 작용시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 5
청구항 4에 있어서,
상기 고정부의 내단면은 직사각형 모양이고, 상기 제1 및 제2 슬라이딩부는 직사각형 모양이며, 상기 제1 및 제
2 베어링의 단면은 'L'자 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 6
청구항 5에 있어서,
등록특허 10-1374464
- 2 -
상기 제1 및 제2 베어링의 단면은 평판 모양인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 7
고정부와, 이 고정부 내부에 위치하고, 이 고정부에 대해서 축선방향으로 상대변위 가능하게 마련된 가동부를
가지는 리니어 모터로서,
상기 가동부는 축선방향으로 적층된 복수 개의 영구자석으로 이루어지는 자석부와, 이 자석부의 한쪽의 선단부
에 배치되며, 상기 고정부 내부를 축선방향으로 슬라이딩 안내하는 자성재로 이루어지는 제1 슬라이딩부를 구비
하고,
상기 고정부는 상기 자석부의 중심축에 대하여 비회전 대칭형으로 상기 고정부 내면에 고착된 자성재로 이루어
지는 제1 중간부재와, 상기 제1 슬라이딩부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 상기 제1 중간부재에 맞닿아진 비자
성재로 이루어지는 제1 베어링과, 상기 고정부 내부에 마련되고, 자신의 내공간에 자속을 발생시키며, 상기 자
석부에 작용시켜 상기 가동부를 상대변위시키는 복수 개의 코일을 구비하고,
상기 제1 슬라이딩부는 상기 제1 베어링과 맞닿음으로써 상기 영구자석으로부터의 자기흡인력을 상기 제1 중간
부재 측에 작용시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 8
청구항 7에 있어서,
상기 고정부의 내단면은 직사각형 모양이고, 상기 제1 슬라이딩부는 직사각형 모양이며, 상기 제1 베어링과 상
기 제1 중간부재의 단면은 'L'자 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 9
청구항 8에 있어서,
상기 제1 베어링과 상기 제1 중간부재의 단면은 평판 모양인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 10
고정부와, 이 고정부 내부에 위치하고, 이 고정부에 대해서 축선방향으로 상대변위 가능하게 마련된 가동부를
가지는 리니어 모터로서,
상기 가동부는 축선방향으로 적층된 복수 개의 영구자석으로 이루어지는 자석부와, 이 자석부의 양쪽의 선단부
에 배치되며, 상기 고정부 내부를 축선방향으로 슬라이딩 안내하는 자성재로 이루어지는 제1 및 제2 슬라이딩부
를 구비하고,
상기 고정부는 상기 자석부의 중심축에 대하여 비회전 대칭형으로 상기 고정부 내면에 고착된 자성재로 이루어
지는 제1 및 제2 중간부재와, 상기 제1 및 제2 슬라이딩부를 슬라이딩 가능하게 지지하는 상기 제1 및 제2 중간
부재에 맞닿아진 비자성재로 이루어지는 제1 및 제2 베어링과, 상기 고정부 내부에 마련되고, 자신의 내공간에
자속을 발생시키며, 상기 자석부에 작용시켜 상기 가동부를 상대변위시키는 복수 개의 코일을 구비하고,
상기 제1 및 제2 슬라이딩부는 상기 제1 및 제2 베어링과 맞닿음으로써 상기 영구자석으로부터의 자기흡인력을
상기 제1 및 제2 중간부재 측에 작용시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 11
청구항 10에 있어서,
상기 고정부의 내단면은 직사각형 모양이고, 상기 제1 및 제2 슬라이딩부는 직사각형 모양이며, 상기 제1 및 제
2 베어링과 상기 제1 및 제2 중간부재의 단면은 'L'자 형상인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
청구항 12
청구항 11에 있어서,
상기 제1 및 제2 베어링과 상기 제1 및 제2 중간부재의 단면은 평판 모양인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
등록특허 10-1374464
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명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 가동부와 고정부의 사이에 배치된 미끄럼 베어링과, 고정부의 중심축으로부터 편심(偏心)하여 배치된[0001]
슬라이딩 부재를 구비한 리니어 모터에 관한 것이다.
배 경 기 술
종래의 리니어 모터에서는, 축부재(제1 슬리브(sleeve))는, 그 내부에는 N극 및 S극의 영구자석이 축선방향을[0002]
따라서 교호로 형성되고, 또한 영구자석의 사이에는 추진력을 향상시키기 위한 자성체(요크(yoke))가 마련된 구
조가 채용되고 있다. 축부재의 외주를 둘러싸는 코일(coil)은 가동부에 마련되어 있고, 축부재의 외주 측에 위
치하는 가동부 내측에는 축부재가 가동부에 대해서 축부재의 축선방향으로 상대적으로 직선 운동하는 것을 안내
하는 베어링이 마련되어 있다. 이와 같은 구성의 리니어 모터는 원통 또는 4각형 모양의 베어링과 가동부를, 축
부재를 중심으로 하여 배치하고, 베어링과 축부재의 사이에 상대운동을 원활히 하기 위해서 미소한 갭(gap)을
마련하는 구조로 하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) [특허문헌 1] 일본국 특개평9-182408호 공보(제4페이지, 제1도) [0003]
발명의 내용
해결하려는 과제
종래의 리니어 모터는, 이상과 같이 구성되어 있으므로, 베어링과 축부재의 사이에 마련된 미소한 갭만큼, 베어[0004]
링과 축부재의 사이에 덜컹거림이나 변동이 생겨 결과적으로, 예를 들면, 기계에 추진력을 전달하는 샤프트
(shaft)가 가동부에 마련되어 있는 샤프트형 리니어 모터에서는, 샤프트 선단부의 위치결정 정밀도가 저하된다
고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술과 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 베어링과 축부재 사이의 덜컹거림[0005]
이나 변동을 없애고, 예를 들면, 샤프트형 리니어 모터의 샤프트 선단부의 위치결정 정밀도를 높게 하는 것에
있다.
과제의 해결 수단
본 발명에 관한 리니어 모터에 있어서는, 고정부와, 고정부 내부에 위치하고, 고정부에 대해서 축선방향으로 상[0006]
대변위 가능하게 마련된 가동부를 가지는 리니어 모터로서, 가동부는 축선방향으로 적층된 복수 개의 영구자석
으로 이루어지는 자석부와, 자석부의 한쪽의 선단부에 배치되고, 고정부 내부를 축선방향으로 슬라이딩 안내하
는 자성재로 이루어지는 제1 슬라이딩부를 구비하고, 고정부는 제1 슬라이딩부를 슬라이딩 가능하게 지지하는
고정부 내면에 맞닿아진 비자성재로 이루어지는 제1 베어링과, 고정부 내부에 마련되고, 자신의 내(內)공간에
자속을 발생시키며, 자석부에 작용시켜 가동부를 상대변위시키는 복수 개의 코일을 구비하며, 제1 슬라이딩부는
제1 슬라이딩부 중심축이 코일에 의해서 형성되는 내공간의 단면 중심축으로부터 제1 베어링 측으로 편심되어
배치됨과 아울러 제1 베어링과 맞닿음으로써, 영구자석으로부터의 자기흡인력을 편심방향으로 작용시킨다.
발명의 효과
본 발명에 의해, 샤프트형 리니어 모터의 샤프트 선단부의 위치결정 정밀도를 높게 할 수 있고, 표면 실장기나[0007]
기판 검사기 등, 정밀 전자기기로의 샤프트형 리니어 모터의 적용이 가능하게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이다.[0008]
등록특허 10-1374464
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도 2는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 제어부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 미끄럼 베어링의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4를 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 미끄럼 베어링의 구조도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5를 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 6을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
실시예 1.[0009]
도 1은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 단면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예 1을 나타[0010]
내는 샤프트형 리니어 모터의 분해 사시도이다. 도 1과 도 2에서, 1은 샤프트형 리니어 모터의 고정부, 2는 샤
프트형 리니어 모터의 가동부이고, 고정부(1)에 대해서 축선방향으로 상대변위가 가능하다. 31은 제1 베어링으
로서 기능하는, 축방향을 따라서 단면이 'L'자 형상을 한 미끄럼 베어링, 51은 전원용 리드(lead)선, 11은 전원
용 리드선(51)으로부터 전류를 흘려 자속(磁束)을 발생시키기 위한 복수 개의 코일, 12는 복수 개의 코일(11)을
절연하는 수지제의 보빈(bobbin), 13은 발생한 자속의 자기회로가 되는 상부 프레임, 14는 발생한 자속의 자기
회로가 되는, 축방향을 따라서 단면이 'U'자 형상을 한 하부 프레임, 15는 기계강성을 높게 하기 위한 베이스,
16은 축(샤프트)을 지지하는 베어링, 17은 베어링(16)을 유지하는 브래킷, 18은 이물의 침입을 막는 커버, 41은
위치검출기이며, 고정부(1)는 미끄럼 베어링(31), 코일(11), 보빈(12), 상부 프레임(13), 하부 프레임(14), 베
이스(15), 베어링(16), 브래킷(17), 커버(18), 위치검출기(41)로 구성된다.
한편, 32는 제1 슬라이딩부로서 기능하는, 미끄럼 베어링(31)의 표면을 슬라이딩 안내하는 슬라이딩 부재, 21은[0011]
자석부이며, 복수 개의 코일(11)의 발생자속과의 상호작용에 의해 추진력을 발생하기 위해서 적층된 복수 개의
영구자석이다. 22는 자성재 혹은 비자성재로 이루어지고, 적층된 복수 개의 영구자석(21)의 N극 및 S극의 자극
이 축선방향으로 교호(交互)로 형성되도록 복수 개의 영구자석(21)의 사이에 배치되는 스페이서, 23은 샤프트
결합부재, 24는 발생추진력을 기계에 전달하는 축(샤프트)이며, 가동부(2)는 슬라이딩 부재(32), 영구자석(21),
스페이서(22), 샤프트 결합부재(23)로 구성되고, 가동부(2)는 샤프트(24)의 단부와 접속된다. 샤프트(24)의 한
쪽의 단부는 고정부(1)의 외부로 나와 있고, 위치검출용으로 사용된다. 복수 개의 영구자석(21)의 중심축과 스
페이서(22)의 중심축과 샤프트 결합부재(23)의 중심축은 각각 샤프트(24)의 중심축과 일치하고 있다. 가동부
(2)는 고정부(1)의 내부에 배치되며, 도 1 중의 Z방향으로 가동(可動)인 구조로 되어 있다. 또, 복수 개의 코일
(11)과 복수 개의 보빈(12)은 복수 개의 영구자석(21)의 외측에 동심 모양으로 배치되어 있고, 복수 개의 코일
(11)의 중심축과 복수 개의 보빈(12)의 중심축은 각각 샤프트(24)의 중심축과 일치하고 있다.
42는 스케일(scale), 25는 샤프트(24)의 샤프트 선단부, 26은 스케일 결합부재, 52는 위치검출기용 리드선이다.[0012]
스케일(42)은 스케일 결합부재(26)에 의해서, 샤프트 선단부(25)에 결합되어 있으며, 샤프트(24)의 움직임에 맞
추어 가동하는 구조로 되어 있다. 또, 스케일(42)은 그 내부에는 광학적 혹은 자기적인 위치정보가 기록되어 있
고, 고정부(1)에 결합된 위치검출기(41)에 의해서, 샤프트(24)의 도 1 중의 Z방향의 위치를 검출하고, 위치검출
기용 리드선(52)으로부터 제어부로 위치신호를 전달하는 구조로 되어 있다.
또한, A-A'단면과 B-B'단면은 도 1에 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 X-Y면에 따른 단면을 나타낸다.[0013]
도 3은 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 제어부의 구성도이다. 도 3에서, 90은 제어부,[0014]
100은 샤프트형 리니어 모터이다. 91은 위치제어회로, 92는 속도제어회로, 93은 전류제어회로, 99는 전류검출기
이며, 제어부(90)는 위치제어회로(91), 속도제어회로(92), 전류제어회로(93), 전류검출기(99)로 구성된다.
스케일(42) 및 위치검출기(41)에 의해 검출된 위치정보는 샤프트형 리니어 모터(100)의 제어부(90)에 피드백된[0015]
다. 위치제어회로(91)는 위치검출기(41)로부터의 위치 피드백값과 지령값을 비교함으로써 위치제어하고, 속도제
어회로(92)는 위치제어회로(91)로부터의 출력값과 위치 피드백값을 미분한 속도 피드백값을 비교함으로써 속도
제어하며, 전류제어회로(93)는 속도제어회로(92)로부터의 출력값과 전류검출기(99)로부터의 전류 피드백값을 비
등록특허 10-1374464
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교함으로써 추진력 제어하는 것이 각각 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예 1을 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 미끄럼 베어링의 구조도이다. 61은 자속, 62a와[0016]
62b는 영구자석(21)이 만드는 자속(61)의 영향에 의해서 발생하는 자기흡인력이다.
미끄럼 베어링(31)은 수지제(비자성재)이며, 도 4의 A-A'단면에 나타내는 바와 같이 축방향을 따라서 단면이[0017]
'L'자 형상을 하고 있다. 한편, 슬라이딩 부재(32)는, 예를 들면 S50C재, 상부 프레임(13) 및 하부 프레임(14)
은, 예를 들면 SPCC재이며, 모두 자성재이다. 여기서, 슬라이딩 부재(32)는 샤프트(24)의 중심축에 대하여 동심
모양으로 배치되어 있는 코일(11)의 내공간의 중심축에 대하여 동심이 아니고, 미끄럼 베어링(31) 측으로 편심
하도록 설치된다. 그 결과, 슬라이딩 부재(32)와 상부 프레임(13)의 사이의 갭과, 슬라이딩 부재(32)와 하부 프
레임(14)의 사이의 갭은 각각 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)이 개재하는 측(도 4의 A-A'단면에서는,
슬라이딩 부재(32)의 좌측면과 하면)에서는 존재하지 않고, 개재하지 않는 측(도 4의 A-A'단면에서는, 슬라이딩
부재(32)의 우측면과 상면)에서는 소정의 거리를 가지고 존재하게 된다.
도 4의 A-A'단면에서, 자속(61)이, 자성재인 상부 프레임(13)과 영구자석(21)의 사이, 자성재인 'U'자 형상의[0018]
하부 프레임(14)의 양측면과 영구자석(21)의 사이, 자성재인 단면이 'U'자 형상의 하부 프레임(14)의 하면과 영
구자석(21)의 사이에서 각각 형성된다. 형성된 자속(61)의 영향에 의해, 자성재인 슬라이딩 부재(32)와 자성재
인 상부 프레임(13) 및 'U'자 형상의 하부 프레임(14)의 사이에 자기흡인력(62a와 62b)이 발생하지만, 슬라이딩
부재(32)가 하부 프레임(14)의 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)의 개재하는 측으로 치우쳐 설치되어 있
기 때문에, 이 슬라이딩 부재(32)의 치우침에 의해서, 자기흡인력(62a)이 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링
(31)이 개재하는 측(도 4의 A-A'단면에서는, 슬라이딩 부재(32)의 좌측면과 하면)에서는 강하게 작용하고, 자기
흡인력(62b)은 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)의 개재하지 않는 측(도 4의 A-A'단면에서는, 슬라이딩 부재(3
2)의 우측면과 상면)에서는 거의 작용 하지 않게 된다.
이와 같이 구성된 샤프트형 리니어 모터에서는, 슬라이딩 부재(32)와 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)이[0019]
일정한 자기흡인력(62a)을 가지고 항상 접촉한 상태가 되기 때문에, 슬라이딩 부재(32)와 미끄럼 베어링(31)의
사이에는 갭이 존재하지 않고, 그 결과, 종래의 샤프트형 리니어 모터의 구성에서는 생겼었던 갭에 기인한 덜컹
거림이나 변동도 없어, 샤프트 선단부(25)의 위치결정 정밀도를 높게 하는 것이 가능하게 된다. 또, 종래의 샤
프트형 리니어 모터의 구성을 그대로 하여 갭을 작게 하려고 했을 경우, 슬라이딩 부재(32)와 미끄럼 베어링
(31)의 치수를 고정밀도로 가공할 필요가 있었지만, 이 실시예 1에서의 샤프트형 리니어 모터의 구성에서는 그
가공도 필요도 없다.
이상, 이 실시예 1에서 설명한 샤프트형 리니어 모터의 구성에 의하면, 샤프트형 리니어 모터의 샤프트 선단부[0020]
의 위치결정 정밀도를 높게 할 수 있으므로, 표면 실장기나 기판 검사기로의 샤프트형 리니어 모터의 적용이 가
능하게 되어, 예를 들면, 전자기판에 실장하는 부품의 고밀도화가 가능하게 된다.
실시예 2.[0021]
본 발명의 실시예 1에서는, 가동부(2)의 일단부만을 미끄럼 베어링(31)으로 했을 경우에 대해서 설명했지만, 도[0022]
5에 나타내는 바와 같이, 가동부(2)의 양단부를 제1 베어링인 미끄럼 베어링(31a)과, 제2 베어링인 미끄럼 베어
링(31b)으로 하여도 되고, 이와 같은 구성에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 가동부(2)의 양단부를 미끄
럼 베어링(31a, 31b)으로 하는 것에 대응하여, 고정부(1)의 미끄럼 베어링(31a, 31b)과 슬라이딩하는 양측에는
제1 슬라이딩부인 슬라이딩 부재(32a)와, 제2 슬라이딩부인 슬라이딩 부재(32b)가 설치된다.
실시예 3.[0023]
본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에서는, 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)의 두 면을 사용하여 X 및 Y방향의 위[0024]
치 정밀도를 확보했을 경우에 대해서 설명했지만, 위치 정밀도를 필요로 하는 방향이 한 방향만, 예를 들면 X방
향만의 경우는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 미끄럼 베어링(35)을 축방향을 따라서 하부 프레임(14)의 하면과
평행한 평판 모양으로 해도 된다. 이 경우도, 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시예 4.[0025]
도 7은 본 발명의 실시예 4를 나타내는 샤프트형 리니어 모터의 미끄럼 베어링의 구조도이다. 71은 제1 중간부[0026]
재이며, 도 7에서는 중간부재로 하고 있다.
미끄럼 베어링(31)은 수지제(비자성재)이며, 도 7의 A-A'단면에 나타내는 바와 같이 축방향을 따라서 단면이[0027]
'L'자 형상을 하고 있고, 중간부재(71)의 우측면과 상면에 맞닿아 있다. 또, 중간부재(71)는, 예를 들면 SPCC재
등록특허 10-1374464
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등의 자성재이며, 도 7의 A-A'단면에 나타내는 바와 같이 축방향을 따라서 단면이 'L'자 형상을 하고 있고, 하
부 프레임(14)의 좌측면과 하면에 맞닿아 있다. 즉, 중간부재(71)는 도 7에 도시된 것과 같이 상부 프레임(13)
및 하부 프레임(14)을 포함하는 고정부(1, 도 1 참조)의 중심축(영구자석(21)의 중심축)을 대하여 비회전대칭형
이다. 한편, 슬라이딩 부재(32)는, 예를 들면 S50C재, 상부 프레임(13) 및 하부 프레임(14)은, 예를 들면 SPCC
재이며, 모두 자성재이다. 여기서, 슬라이딩 부재(32)는 샤프트(24)의 중심축에 대하여 동심 모양으로 배치되어
있는 코일(11)의 내공간의 중심축과 일치하여 설치된다. 그 결과, 슬라이딩 부재(32)와 상부 프레임(13)의 사이
의 갭과, 슬라이딩 부재(32)와 하부 프레임(14)의 사이의 갭은, 각각 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)과
중간부재(71)가 개재하는 측(도 7의 A-A'단면에서는, 슬라이딩 부재(32)의 좌측면과 하면)에서는 존재하지
않고, 개재하지 않는 측(도 7의 A-A'단면에서은 슬라이딩 부재(32)의 우측면과 상면)에서는 소정의 거리를 가지
고 존재하게 된다.
도 7의 A-A'단면에서, 자속(61)이, 자성재인 상부 프레임(13)과 영구자석(21)의 사이, 자성재인 'U'자 형상의[0028]
하부 프레임(14)의 우측면과 영구자석(21)의 사이, 자성재인 단면이 'L'자 형상의 중간부재(71)의 하면과 영구
자석(21)의 사이, 자성재인 단면이 'L'자 형상의 중간부재(71)의 우측면과 영구자석(21)의 사이에 각각 형성된
다. 형성된 자속(61)의 영향에 의해, 자성재인 슬라이딩 부재(32)와 자성재인 상부 프레임(13)과 'U'자 형상의
하부 프레임(14)과 'L'자 형상의 중간부재(71)의 사이에 자기흡인력(62a와 62b)이 발생하지만, 자기흡인력(62
a)이, 단면이 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)과 중간부재(71)가 개재하는 측(도 7의 A-A'단면에서는, 슬라이딩
부재(32)의 좌측면과 하면)에서는 강하게 작용하고, 자기흡인력(62b)은 'L'자 형상의 미끄럼 베어링(31)과 중간
부재(71)의 개재하지 않는 측(도 7의 A-A'단면에서는, 슬라이딩 부재(32)의 우측면과 상면)에서는 거의 작용 하
지 않게 된다.
이와 같이 구성된 샤프트형 리니어 모터에서는, 슬라이딩 부재(32)와 단면이 'L'자 형상의 미끄럼[0029]
베어링(31)이, 일정한 자기흡인력(62a)을 가지고 항상 접촉한 상태가 되기 때문에, 슬라이딩 부재(32)와 미끄럼
베어링(31)의 사이에는 갭이 존재하지 않고, 그 결과, 종래의 샤프트형 리니어 모터의 구성에서는 생겼었던 갭
에 기인한 덜컹거림이나 변동도 없어, 샤프트 선단부(25)의 위치결정 정밀도를 높게 하는 것이 가능하게 된다.
또, 종래의 샤프트형 리니어 모터의 구성을 그대로 하여 갭을 작게 하려고 했을 경우, 슬라이딩 부재(32)와 미
끄럼 베어링(31)의 치수를 고정밀도로 가공할 필요가 있었지만, 이 실시예 1에서의 샤프트형 리니어 모터의 구
성에서는 그 가공도 필요도 없다.
이상, 이 실시예 4에서 설명한 샤프트형 리니어 모터의 구성에 의하면, 샤프트형 리니어 모터의 샤프트 선단부[0030]
의 위치결정 정밀도를 높게 할 수 있으므로, 표면 실장기나 기판 검사기로의 샤프트형 리니어 모터의 적용이 가
능하게 되며, 예를 들면, 전자기판에 실장하는 부품의 고밀도화가 가능하게 된다.
실시예 5.[0031]
본 발명의 실시예 4에서는, 가동부(2)의 일단부에만 중간부재(71)를 적용했을 경우에 대해서 설명했지만, 도 8[0032]
에 나타내는 바와 같이, 가동부(2)의 양단부에 제1 중간부재인 중간부재(71a)와, 제2 중간부재인 중간부재(71
b)를 적용해도 되고, 이와 같은 구성에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시예 6.[0033]
본 발명의 실시예 4 및 실시예 5에서는, 'L'자 형상의 중간부재(71)의 두 면을 사용하여 X 및 Y방향의 위치 정[0034]
밀도를 확보했을 경우에 대해서 설명했지만, 위치 정밀도를 필요로 하는 방향이 한 방향만, 예를 들면 X방향만
의 경우는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 중간부재(75)를 축방향을 따라서 하부 프레임(14)의 하면과 평행한 평
판 모양으로 해도 된다. 이 경우도, 실시예 4 및 실시예 5와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이 실시예 4로부터 실시예 6에서 설명한 샤프트형 리니어 모터의 구성에서는, 중간부재(71, 71a, 71b)와 하부[0035]
프레임(14)을 각각 별도의 부재로서 취급했을 경우에 대해서 설명했지만, 하부 프레임(14)에 중간부재(71, 71a,
71b)의 구조를 가진 새로운 하부 프레임(14)으로 한 구성에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 1로부터 실시예 6에서는, 본 발명을 샤프트형 리니어 모터에 적용하는 경우에 대해서[0036]
설명했지만, 이것에 한정하는 것이 아니고, 다른 리니어 모터에 적용해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
부호의 설명
1 고정부, 2 가동부,[0037]
등록특허 10-1374464
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11 코일, 12 보빈,
13 상부 프레임, 14 하부 프레임,
15 베이스, 16 베어링,
17 브래킷, 18 커버,
21 영구자석, 22 스페이서,
23 샤프트 결합부재, 24 샤프트,
25 샤프트 선단부, 26 스케일 결합부재,
31 미끄럼 베어링, 31a 미끄럼 베어링,
31b 미끄럼 베어링, 32 슬라이딩 부재,
32a 슬라이딩 부재, 32b 슬라이딩 부재,
35 미끄럼 베어링, 41 위치검출기,
42 스케일, 51 전원용 리드선,
52 위치검출기용 리드선, 61 자속,
62a 자기흡인력, 62b 자기흡인력,
71 중간부재, 71a 중간부재,
71b 중간부재, 75 중간부재,
90 제어부, 91 위치제어회로,
92 속도제어회로, 93 전류제어회로,
99 전류검출기, 100 샤프트형 리니어 모터.
도면
도면1
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도면2
도면3
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도면4
도면5
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도면6
도면7
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도면8
도면9
등록특허 10-1374464
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