(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法を提供することである。【解決手段】幾つかの態様は、カムデバイスまたは空気圧デバイスのコストに相当するコストを依然として伴って、行なわれる作業を監視および/または調整する能力を含む。一態様では、ピストン１３０の後側に固定されるボビンアセンブリに対してコイル１４４が取り付けられる。動作中にピストンの回転を防止するため、ピストンアセンブリ内に置かれるスプライン軸１３６の1つまたは複数の溝にスプラインベアリング１５６が摺動可能に嵌め付けられてもよい。コイルを取り囲む1つまたは複数の円筒状のマグネット１１８は、電流がコイルを通じて移動している方向に基づいてピストンを作動させる。発生する起電力はスプライン軸に対して直線的であるため、スプライン軸に作用する望ましくない横方向の力を減少させ、および/または排除することができる。【選択図】図１
2010178614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン軸、スプライン軸を受けるように適応された軸ハウジング、および軸ハウジングに取り付けられるボビンを備えるピストンアセンブリと;
前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備え、前記ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された第1のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリ、前記第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリの少なくとも1つの接続を所定の許容範囲内で可能にするための基準面を備え、前記第1のハウジングアセンブリに接続するように適応された第2のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリの位置を決定するためのエンコーダを受けるように適応されている、前記第2のハウジングに接続するように適応されたエンコーダアセンブリと、
を備える、リニアモータアクチュエータ。
【請求項２】
ピストンアセンブリ、第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリのそれぞれが旋盤で機械加工される、請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項３】
基準面が表面および基準エッジを備え、該表面が第1の所定の許容範囲内で略平坦であり、且つ該基準エッジが第2の所定の許容範囲内で前記表面に対して略垂直である、請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項４】
第2のハウジングアセンブリが、環状のスプラインベアリングを支持するように適応された前孔を備え、且つ該スプラインベアリングがスプライン軸内に形成される少なくとも1つの溝に沿って該スプライン軸と接触するように適応された、請求項3記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項５】
前孔が所定の直径を備える、請求項4記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項６】
前孔が、第3の所定の許容範囲内で表面および基準エッジと略平行に位置される、請求項5記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項７】
第2のハウジングアセンブリが、ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された後孔を更に備える、請求項6記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項８】
後孔が、第4の所定の許容範囲内で前孔と略同心である、請求項7記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項９】
スプラインベアリングが、第2のハウジングアセンブリを通じて案内される設置用のピンによって前孔内に位置決めされるリニアガイドアセンブリを備える、請求項4記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１０】
ピストンアセンブリが、エンコーダスケールを受けるように適応されたエンコーダスケール面を備え、エンコーダがピストンアセンブリの位置を決定するために前記エンコーダスケールを読み取るように適応された、請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１１】
エンコーダスケール面が、第5の所定の許容範囲内で略平坦な表面を備える、請求項10記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１２】
軸ハウジングがスプライン軸を受けるように適応された孔を備え、該孔が所定の直径を備える、請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１３】
接触領域で軸ハウジングに接続される軸と、該軸ハウジングに接続され、且つ該軸と略同一直線上の中心軸を有するボビンとを備えるピストンアセンブリと;
前記軸が回転するのを防止するように適応されたガイドを備え、前記ピストンアセンブリを受けるように適応されたアクチュエータハウジングと;
前記アクチュエータハウジングに接続するように適応され、前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備える取り外し可能なマグネットハウジングと、
を備えるリニアモータアクチュエータ。
【請求項１４】
リニアエンコーダデバイスを更に備え、該リニアエンコーダデバイスがアクチュエータハウジングに接続され、且つ該リニアエンコーダデバイスがピストンアセンブリの直線動作を追跡するように適応された、請求項13記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１５】
リニアエンコーダデバイスが、ピストンアセンブリの場所を決定するためにリニアスケールを読み取るように適応された、請求項14記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１６】
ピストンアセンブリ、アクチュエータハウジング、取り外し可能なマグネットハウジング、およびリニアエンコーダデバイスの少なくとも1つがスナップ係合アセンブリに適合された、請求項14記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１７】
ピストンアセンブリが旋盤により単一のセットアップで製造可能である、請求項13記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１８】
軸が、ガイドと接触するための少なくとも1つの溝を含むスプライン軸を備える、請求項13記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項１９】
ガイドが、軸内に形成される少なくとも1つの溝に接触するように適応されたスプラインベアリングを備える、請求項13記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項２０】
ピストンアセンブリが、軸を軸ハウジングから解放するためのインタフェースを備える、請求項13記載のリニアモータアクチュエータ。
【請求項２１】
小さい横方向の力を用いてピストンを駆動させるためのリニアモータアクチュエータを組み立てる方法であって、
軸およびボビンを備えるピストンアセンブリを設け、該ボビンの中心軸が該軸と略同一直線上にある工程と;
前記ピストンアセンブリの少なくとも一部をアクチュエータハウジング内に挿入し、該アクチュエータハウジングが前記軸を受けるように適応されたガイドを備える工程と;
前記アクチュエータハウジングにマグネットハウジングを接続し、該マグネットハウジングが前記ピストンアセンブリを駆動するように適応された1つまたは複数のマグネットを備える工程と、
を備える方法。
【請求項２２】
ガイドが、ピストンアセンブリの作動中に軸が回転するのを防止するように適応されたスプラインベアリングを備える、請求項21記載の方法。
【請求項２３】
アクチュエータハウジングに対してリニアエンコーダアセンブリを取り付ける工程を更に備え、該リニアエンコーダアセンブリが軸の位置を追跡するように適応された、請求項21記載の方法。
【請求項２４】
ピストンアセンブリ、マグネットハウジング、およびアクチュエータハウジングの少なくとも1つを旋盤により単一のセットアップで製造する工程を更に備える、請求項21記載の方法。
【請求項２５】
アクチュエータハウジングが、一組の所定の許容範囲内でリニアモータアクチュエータの組み立てを可能にするための基準面を備える、請求項21記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その内容が参照により本明細書に組み入れられる2008年11月21日に出願された米国仮特許出願第61/117,047号の優先権を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、移動コイルアクチュエータに関し、より詳しくは、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
オートメーションにおける従来技術（カムデバイスまたは空気圧デバイスなど）は、作業が正確に行なわれたか否かを「知る」ために必要な柔軟性および情報を欠いている。しかしながら、これらの技術は、しばしば、低コストであるという利点を有する。
【０００４】
一方、オートメーション産業で望まれる柔軟性を与えようと試みる電気リニアサーボモータが長年にわたって開発されてきた。例えば、SMAC社によって製造される移動コイルリニアモータのLAシリーズなどの一部のリニアモータは、行なわれる作業を監視しようと試みている。しかしながら、これらのデバイスは数千ドル範囲の使用コストを有し、このファクタは、しばしば、カムデバイスまたは空気圧デバイスのコストよりも5倍〜10倍高い。したがって、リニアモータの広範囲におよぶ使用は、関連する著しいコストによってかなり制限されてきた。
【０００５】
そのため、柔軟性があり、行なわれる作業を監視および/または調整する能力を有すると同時に、カムデバイスおよび空気圧デバイスのコストに匹敵するコストを有するリニアモータデバイスが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
技術的課題
本発明の目的は、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題の解決策
したがって、本発明の様々な態様は、前述した必要性のそれぞれを満たすリニアモータアクチュエータへ向けられる。より具体的には、本発明の様々な態様は、高い能力を有するにもかかわらず、安価に利用でき、且つ/または製造できるリニアモータアクチュエータへ向けられる。
【０００８】
幾つかの態様によれば、様々な方法でコストを制御し得る。例えば、1セットアップCNC旋盤製造を利用することによって製造コストを低減することができる。組み立てコストは、組み立てが比較的簡単な「スナップ係合」デバイスを生み出すことによって低減できる。部品のコストは、リニアモータアクチュエータ内で構成要素をあまり必要としない簡単な設計を利用することによって低減できる。交換コストは、顧客のニーズが変化するときにアクチュエータ構成の迅速で簡単な変更を可能にする設計を利用することによって低減できる。
【０００９】
多くの態様において、アクチュエータの性能は、旧来の技術の性能に匹敵するあるいは上回る（特に、速度に関して）ことができる。また、幾つかの態様は、オートメーションならびに幅広い他の用途において高い有用性を有する多くの特徴（例えば、プログラム可能な位置決め、速度、もしくは力、且つ/または、1つまたは複数の作業がうまく完了したことを検証できる能力）を含むことができる。
【００１０】
これらの態様および他の態様は、添付図面および本明細書中で提供される詳細な説明を参照すれば当業者によって更に容易に理解されると考えられる。
【００１１】
更に具体的には、本発明は以下を提供する。
本発明（１）は、スプライン軸、スプライン軸を受けるように適応された軸ハウジング、および軸ハウジングに取り付けられるボビンを備えるピストンアセンブリと;
前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備え、前記ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された第1のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリ、前記第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリの少なくとも1つの接続を所定の許容範囲内で可能にするための基準面を備え、前記第1のハウジングアセンブリに接続するように適応された第2のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリの位置を決定するためのエンコーダを受けるように適応されている、前記第2のハウジングに接続するように適応されたエンコーダアセンブリと、
を備える、リニアモータアクチュエータである。
本発明（２）は、ピストンアセンブリ、第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリのそれぞれが旋盤で機械加工される、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（３）は、基準面が表面および基準エッジを備え、該表面が第1の所定の許容範囲内で略平坦であり、且つ該基準エッジが第2の所定の許容範囲内で前記表面に対して略垂直である、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（４）は、第2のハウジングアセンブリが、環状のスプラインベアリングを支持するように適応された前孔を備え、且つ該スプラインベアリングがスプライン軸内に形成される少なくとも1つの溝に沿って該スプライン軸と接触するように適応された、本発明（３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（５）は、前孔が所定の直径を備える、本発明（４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（６）は、前孔が、第3の所定の許容範囲内で表面および基準エッジと略平行に位置される、本発明（５）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（７）は、第2のハウジングアセンブリが、ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された後孔を更に備える、本発明（６）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（８）は、後孔が、第4の所定の許容範囲内で前孔と略同心である、本発明（７）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（９）は、スプラインベアリングが、第2のハウジングアセンブリを通じて案内される設置用のピンによって前孔内に位置決めされるリニアガイドアセンブリを備える、本発明（４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１０）は、ピストンアセンブリが、エンコーダスケールを受けるように適応されたエンコーダスケール面を備え、エンコーダがピストンアセンブリの位置を決定するために前記エンコーダスケールを読み取るように適応された、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１１）は、エンコーダスケール面が、第5の所定の許容範囲内で略平坦な表面を備える、本発明（１０）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１２）は、軸ハウジングがスプライン軸を受けるように適応された孔を備え、該孔が所定の直径を備える、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１３）は、接触領域で軸ハウジングに接続される軸と、該軸ハウジングに接続され、且つ該軸と略同一直線上の中心軸を有するボビンとを備えるピストンアセンブリと;
前記軸が回転するのを防止するように適応されたガイドを備え、前記ピストンアセンブリを受けるように適応されたアクチュエータハウジングと;
前記アクチュエータハウジングに接続するように適応され、前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備える取り外し可能なマグネットハウジングと、
を備えるリニアモータアクチュエータである。
本発明（１４）は、リニアエンコーダデバイスを更に備え、該リニアエンコーダデバイスがアクチュエータハウジングに接続され、且つ該リニアエンコーダデバイスがピストンアセンブリの直線動作を追跡するように適応された、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１５）は、リニアエンコーダデバイスが、ピストンアセンブリの場所を決定するためにリニアスケールを読み取るように適応された、本発明（１４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１６）は、ピストンアセンブリ、アクチュエータハウジング、取り外し可能なマグネットハウジング、およびリニアエンコーダデバイスの少なくとも1つがスナップ係合アセンブリに適合された、本発明（１４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１７）は、ピストンアセンブリが旋盤により単一のセットアップで製造可能である、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１８）は、軸が、ガイドと接触するための少なくとも1つの溝を含むスプライン軸を備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１９）は、ガイドが、軸内に形成される少なくとも1つの溝に接触するように適応されたスプラインベアリングを備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（２０）は、ピストンアセンブリが、軸を軸ハウジングから解放するためのインタフェースを備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（２１）は、小さい横方向の力を用いてピストンを駆動させるためのリニアモータアクチュエータを組み立てる方法であって、
軸およびボビンを備えるピストンアセンブリを設け、該ボビンの中心軸が該軸と略同一直線上にある工程と;
前記ピストンアセンブリの少なくとも一部をアクチュエータハウジング内に挿入し、該アクチュエータハウジングが前記軸を受けるように適応されたガイドを備える工程と;
前記アクチュエータハウジングにマグネットハウジングを接続し、該マグネットハウジングが前記ピストンアセンブリを駆動するように適応された1つまたは複数のマグネットを備える工程と、
を備える方法である。
本発明（２２）は、ガイドが、ピストンアセンブリの作動中に軸が回転するのを防止するように適応されたスプラインベアリングを備える、本発明（２１）の方法である。
本発明（２３）は、アクチュエータハウジングに対してリニアエンコーダアセンブリを取り付ける工程を更に備え、該リニアエンコーダアセンブリが軸の位置を追跡するように適応された、本発明（２１）の方法である。
本発明（２４）は、ピストンアセンブリ、マグネットハウジング、およびアクチュエータハウジングの少なくとも1つを旋盤により単一のセットアップで製造する工程を更に備える、本発明（２１）の方法である。
本発明（２５）は、アクチュエータハウジングが、一組の所定の許容範囲内でリニアモータアクチュエータの組み立てを可能にするための基準面を備える、本発明（２１）の方法である。
【発明の効果】
【００１２】
発明の有利な効果
本発明は、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様に係る例示的な単コイルリニアモータアクチュエータの分解図である。
【図２】本発明の一態様に係る例示的な3コイルリニアモータアクチュエータの部分分解図である。
【図３】図3Aは、本発明の一態様に係る例示的なマグネットハウジングの断面図である。図3Bは、図3Aに描かれるマグネットハウジングの正面図である。図3Cは、図3BのA-A線に沿って切断されたマグネットハウジングの断面図である。図3Dは、本発明の一態様に係る例示的なマグネットハウジングの断面図である。図3Eは、図3Dに描かれるマグネットハウジングの正面図である。図3Fは、図3EのB-B線に沿って切断されたマグネットハウジングの断面図である。
【図４】図4Aは、本発明の一態様に係る例示的なピストンアセンブリの正面図である。図4Bは、図4Aに描かれるピストンアセンブリの斜位図である。図4Cは、図4Aに描かれるピストンアセンブリの側面図である。
【図５】図5Aは、本発明の一態様に係る例示的なアクチュエータハウジングの正面図である。図5Bは、図5AのA-A線に沿って切断されたアクチュエータハウジングの第1の断面図である。図5Cは、図5AのA-A線に沿って切断されたアクチュエータハウジングの第2の断面図である。図5Dは、図5Aに描かれる例示的なアクチュエータハウジングの側面図である。
【図６】図6Aは、本発明の一態様に係るリニアエンコーダフィードバックデバイスを含むリニアモータアクチュエータの斜視図である。図6Bは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの斜視図である。図6Cは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの側面図である。図6Dは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの平面図である。
【図７】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる力の再現性試験の結果を示す表である。
【図８】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる熱試験の結果を示すグラフである。
【図９】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる力の分解能試験の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる摩擦試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
態様の説明
例示的な態様の詳細な説明
図1は、本発明の一態様に係る単コイルリニアモータアクチュエータ100の分解図である。図1に示されるように、アクチュエータ100は、4つの構成要素、すなわち:メインハウジングアセンブリ150（メインハウジング152、スプラインベアリング156、およびスプライン軸ハウジング158を含む）と;ピストンアセンブリ130（コイル144、スプライン軸136、およびリニアエンコーダスケール140を含む）と;エンコーダアセンブリ170（エンコーダハウジング172およびリニアエンコーダ174を含む）と;マグネットハウジングアセンブリ110（マグネットハウジング112、1つまたは複数のマグネット118、およびセンターポール116を含む）とを含んでもよい。
【００１５】
幾つかの態様では、製造される全ての部品をHardingeモデルRS51MSYなどのCNC旋盤で機械加工することができる。各部品を旋盤により単一の動作で製造することができ、それにより二次的な動作の必要性が減少され、且つ/または排除される。これらの二次的な動作は、付加的なコストを与えるとともに、寸法変化を増大することにより品質を低下させる場合もある。
【００１６】
幾つかの態様では、アクチュエータ100の構成要素がアルミニウムまたはスチールバーから製造されてもよい。しかしながら、無数の他の材料が本発明の範囲にしたがって使用されてもよいことに留意されたい。一態様において、CNC旋盤は、（例えば、サブスピンドルの移送によって）構成要素の両端を機械加工できる能力を有するとともに、加工品を切削する能力も有する。
【００１７】
幾つかの態様において、アクチュエータ100は、アクチュエータ100の組み立て中に部品の場所の調整を必要としない「スナップ係合」設計を含んでもよい。したがって、スナップ係合設計は、品質を確保し得るとともに、低い組み立てコストをもたらし得る。図1に描かれる態様に関しては、100セットの試行において、アクチュエータ100の更なる試験時に性能または構造的問題が発見されることなく、10分未満の組み立て時間が繰り返し達成されることに注目すべきである。
【００１８】
幾つかの態様において、スナップ係合アクチュエータ100は、メインハウジングアセンブリ150に設置される基本基準面に対して1つまたは複数の寸法をキー止めすることによって達成されてもよい。基準面は、例えば図1に示されるように、正確に機械加工される平坦面166、およびこの面に対して垂直なエッジ162からなっていてもよい。このハウジングに関する更なる特徴は、前孔154およびベアリング心出し穴160を含んでもよい。
【００１９】
幾つかの態様において、平坦面166は、10ミクロンの特定の許容範囲内に位置される平面であってもよく、一方、エッジ162も同様に10ミクロンの許容範囲内で平坦面166と垂直に維持されてもよい。孔154は、呼び直径（called out diameter）の10ミクロン以内に保持されてもよく、25ミクロンの許容範囲内で基準面要素に対して平行に位置されてもよい。孔の中心は、平坦面166に対するその呼び寸法に対して20ミクロン以内に維持されてもよく、一方、メインハウジングアセンブリ150の後孔168は、25ミクロンの許容範囲内で前孔154と同心であってもよい。
【００２０】
幾つかの態様において、メインハウジングアセンブリ150内のスプライン軸ハウジング158は、スプライン軸136およびスプライン軸136が回転しないようにするために使用できるスプラインベアリング156を収容するために使用されてもよい。一態様において、スプラインベアリング156は、IKO社によって製造されるリニアガイドアセンブリ（＃MAG8C1THS2/N）を含んでもよい。しかしながら、本発明の範囲にしたがって無数の他の構造/ガイドアセンブリが利用されてもよいことに留意されたい。
【００２１】
幾つかの態様において、リニアガイドアセンブリは、メインハウジング152を通じて案内される設置用のピンによって前孔154内に位置されてもよい。これにより、スプラインベアリング156と関連する再循環ボールトラックが特定の許容範囲内（例えば、その長さにわたって20ミクロン以内）で平坦面166と平行のままとなることができる。
【００２２】
図1に示されるように、リニアモータアクチュエータ100のピストンアセンブリ130は、ピストン132、ピストン軸孔134、エンコーダスケール面138、スプライン軸136、およびDCコイル144を含んでもよい。ピストンアセンブリ130は、旋盤により単一のセットアップで正確に製造されることにより、コストを低減して、性能の質を高めてもよい。
【００２３】
また、エンコーダスケール面138は、機械加工されてもよく、その長さにわたって10ミクロン以内でそれ自体が平坦に位置されてもよい。ピストン軸孔134は、直径が10ミクロンの差異に保たれてもよく、エンコーダスケール面138に対して20ミクロンの許容範囲内に維持される中心を含んでもよい。スプライン軸136は、ピストン軸孔136内に設置されてもよく、20ミクロン以内でエンコーダスケール面138と平行な方向に1つまたは複数の軸溝146を設置する固定具を使用して所定位置にロックされてもよい。
【００２４】
また、マグネットハウジングアセンブリ110は、マグネットハウジング112、1つまたは複数のマグネット118、およびセンターポール116を含んでもよい。一態様によれば、マグネットハウジング112は、メインハウジング152に対する孔168の緊密な関係を確保するために、メインハウジング152の後孔168を導くパイロット直径114を含んでもよい。
【００２５】
センターポール116は、それをマグネットハウジング112に対して正確に設置するためにパイロット直径を含んでもよい。これにより、センターポール116を特定の許容範囲内（例えば、±20ミクロンの範囲内）でマグネットハウジング112内に中心付けることができる。幾つかの態様において、マグネットハウジング112のセンターポール116の外径および内径は、前孔154および/または後孔168の中心に保持されてもよい（例えば、±40ミクロンの範囲内で）。
【００２６】
図1に示されるように、エンコーダアセンブリ170は、エンコーダ装着ブラケット176内に設置されるエンコーダハウジング172およびリニアエンコーダ174を含んでもよい。エンコーダアセンブリ170は、それをx、y、およびz方向のそれぞれにおいて特定の変動（例えば、±20ミクロン）内で基準位置に設置する基準エッジおよび平面を含んでもよい。
【００２７】
ピストンアセンブリ130がメインハウジング152中に配置されると、ピストンアセンブリ130がスプラインベアリングトラックの後にスプライン軸136によって位置決めされてもよい。これは、アクチュエータアセンブリに関連する1つまたは複数の変数に関して厳しい許容範囲の積み重ねをもたらし得る。
【００２８】
リニアエンコーダスケール140およびリニアエンコーダ174のリーダヘッドは、±40ミクロンの距離を隔てて離間されてもよい（例えば、幾つかの態様によれば、特定の許容範囲のおおよそ40％で中心付けられて位置決めされてもよい）。また、コイル144とセンターポール116との間の隙間およびコイル144とマグネット118との間の隙間はいずれも±50ミクロンに保たれてもよい。一態様では、許容変動が、特定される範囲の1/6のみとなり得るように、隙間がおおよそ600ミクロンでありうる。
【００２９】
したがって、精密な許容範囲を保つとともに、部品数を最小限に維持することにより、高い信頼性を伴うスナップ係合設計を得ることができる。サンプル試験によれば、許容範囲を、特定される総計の1/3に保持するアクチュエータ100を形成できることが実証された。寿命試験は、そのようなアクチュエータ100が構造上または動作上の欠陥を伴うことなく100,000,000サイクルを超えることができることを示した。
【００３０】
幾つかの態様では、ストローク変動およびエンコーダ分解能が容易に調整されうることにより、アクチュエータの再構成および/または交換に関連するコストが低減されてもよい。ストロークが3つのアセンブリ（マグネットハウジングアセブリ110、ピストンアセンブリ130、およびメインハウジングアセンブリ150）の機能である場合には、全てのストローク変動で使用できる、より高価な構成要素（例えば、ピストンアセンブリ130またはメインハウジングアセブリ150）の交換を未だ要することなく、交換可能なマグネットハウジングアセンブリ110がストロークの長さを増大するために使用されてもよい。例えば、（図1に描かれる）マグネットハウジングアセンブリ110が、（図2に描かれる）更に長尺なマグネットハウジングアセンブリ210と交換されてもよく、それにより、より長いアクチュエータストロークを可能にする。
【００３１】
特定の最大範囲のストロークをカバーするのに十分な長さのスロットをコイル144とピストン132の前面との間に設けることにより、全てのストローク変動をカバーするようにピストン132が使用できてもよい。なお、メインハウジングアセンブリ150は、全てのストローク変動をカバーするように十分長く設計されてもよいことに留意されたい。このようにすれば、アクチュエータのストロークの長さの変更を要する場合に、より少ない数の構成要素を交換するだけで済む。また、この設計は、保管される必要がある部品の数および/または種類を減らすのに役立ち得るとともに、アクチュエータ構成要素の供給を素早く行なうのに役立ち得る。
【００３２】
また、リニアモータアクチュエータ100は、3コイルのマルチポール構成で動作できてもよい。例えば、図2は、本発明の一態様に係る3コイルリニアモータアクチュエータ200の部分分解図である。図2に示されるように、3コイルリニアモータアクチュエータ200は、マグネット218およびセンターポール216の別個の組を含む更に長いマグネットハウジング212、ならびに3コイルアセンブリを含むピストン232を包含していてもよい。マグネットハウジング212内のマグネット218は、ハウジング212の全体にわたって交互に磁化されてもよい（例えば、NS、SNなど）。当業者であれば分かるように、マグネットハウジング212およびピストン232は標準的な機械加工プロセスを使用して形成されてもよい。
【００３３】
なお、アクチュエータ100および200の例示的な構成が幅広い用途で利用されてもよいことに留意されたい。例えば、図1に描かれる単一ポールアクチュエータ100は、短いストロークの高速な低コスト用途において利用されてもよく、一方、図2に描かれる3コイルアクチュエータ200は、より高い力を伴う、より長いストロークに適し得る場合がある。アクチュエータ100および200について無数の他の用途も本発明の範囲にしたがって想定し得る。
【００３４】
また、アクチュエータ100、200は、例えば位置、力、および速度を調整するための多数のプログラム可能なモードを含んでもよい。更に、エンコーダフィードバックを、ストローク中にピストン132、232の位置をチェックすることにより行なわれる作業の検証を可能にする位置と適合させることができる。
【００３５】
幾つかの態様（図1および図2に描かれる態様など）では、コイル144、244が、中心のリニアガイドを取り囲んでもよい。これにより、ガイドに関する任意のモーメントを除去できるとともに、小型電子部品組み立ておよび精密ガラススコアリングなどの高精度の力の用途において非常に有用な力の再現性を向上させることができる。試験は、（例えば、図7および以下の対応する説明に記載されるように）0.1N〜8Nの力の範囲にわたって0.0005N未満の再現性を示す。
【００３６】
図3A〜3Fは、本発明の態様に係る例示的なマグネットハウジング112、212を描いている。図3A〜3Cは単一ポール単コイルリニアアクチュエータ用のマグネットハウジング112を描いており、一方図3D〜3Fはマルチポール3コイルリニアアクチュエータ用のマグネットハウジング212を描いている。
【００３７】
図3Aおよび図3Dのそれぞれ例示的なマグネットハウジング112および212に示されるように、マグネットハウジング112、212の一端にエンドプレート142、242が置かれてもよい。エンドプレート142、242は、エンドプレート142、242に対して垂直に延びてマグネットハウジング112、212の中心を貫通するセンターポール116、216に取り付けるように構成されることによって所定位置に少なくとも部分的に固定されてもよい。なお、エンドプレート142、242は図3A、3C、3D、および3Fに示されるように形成されてもよいが、エンドプレート142、242に関しては本発明の範囲にしたがって多種多様な形状が利用されてよいことに留意されたい。
【００３８】
幾つかの態様において、マグネットハウジング112、212は、ピストン132、232を直線方向に移動させるのに必要な磁場を提供するために1つまたは複数のマグネット118、218（例えば、実質的に円筒状マグネットまたは円形マグネットセグメント）を含んでもよい。1つまたは複数のマグネット118、218は、様々な接着剤またはネジを用いて製造中にマグネットハウジング112、212の内側に容易に固定されてもよい。更に、センターポール116、216にネジ山が形成されてマグネットハウジング112、212の一端に捩じ込まれてもよい。
【００３９】
図4A〜4Cは、本発明の一態様に係る例示的なピストンアセンブリ132の様々な角度を示している。ボビン145を含むピストンアセンブリ132は、単一の一体部品として形成されてもよい。例示的な利点として、単一の一体部品は部品の数がより少ないため、アクチュエータ100、200の構造の複雑さをより少なくすることができるとともに、迅速な組み立てを可能にする。更に、単一の一体部品を使用することにより、費用効率を更に高くすることができる。これは、単一の部品が複数の別個の部品よりも安価に製造され得るからである。また、単一の一体部品は、多部品のピストンボビンアセンブリよりも軽量化することもできる。これは、そのようなアセンブリが様々な部品同士を取り付けるための付加的な留め具またはハードウェアを必要とし得るからである。
【００４０】
図3A〜3Fおよび図4A〜4Cに加えて、ピストンアセンブリ130がマグネットハウジング112に摺動可能につながれるときにエンドプレート142、242が回転するのを抑制するために、切り欠き148を使用することができる。エンドプレート142、242は、図3A〜3Dに示されるように横方向で固定されてもよいが、依然として切り欠き148の全範囲に沿うマグネットハウジング112に対するピストンアセンブリ130の横方向の移動を許容してもよい。
【００４１】
幾つかの態様では、アクチュエータ100、200の特定の用途に応じて様々なタイプのスプライン軸136を容易に交換できるようにするために、軸ロック147が使用されてもよい。スプライン軸136は、軸136の望ましくない回転を回避するために、ベアリング156の形状に対応する1つまたは複数の溝146の組を含んでもよい。
【００４２】
加えて、ピストンアセンブリ130の現在の場所を決定するため、および/またはピストンアセンブリ130がどれだけの距離を移動したのかを決定するために、（図6に関して後述するように）光学リニアエンコーダ174によって読み取ることができるリニアエンコーダスケール140がピストンアセンブリ130上に位置付けられてもよい。その際、ピストンアセンブリ130の現在の場所および/または他の位置情報がフィードバックとして電子コントローラ（図示せず）へ与えられてもよい。
【００４３】
様々な態様によれば、ピストンアセンブリ130が単一の一体部品として形成されてもよい。一態様では、ピストンおよびダブルボビン部分を押出加工および機械加工プロセスによって形成することができる。この場合、様々な態様に係るリニアアクチュエータ100、200の設計および製造を柔軟性のあるものとすることができる。これは、1つの構成から他の構成への変更が、工具または機器の大幅な変更を必要としないからである。
【００４４】
図5A〜5Dは、本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータ100、200のためのメインハウジングアセンブリ150の様々な図を示している。図5A〜5Dに示されるように、メインハウジングアセンブリ150は、メインハウジング152、リテーナリング153、スプライン軸ハウジング158、スプライン軸場所決め機能部157、およびスプリングワッシャ155を含んでもよい。
【００４５】
図5A〜5Dに加えて、スプライン軸ハウジング158は、スプライン軸136を案内し、且つ軸136の溝146と一致するように形成されるスプラインベアリング156を収容してもよく、それにより、軸136の望ましくない回転を軽減してもよい。リテーナリング153は、ベアリング156を所定位置でロックして該ベアリングが軸方向に移動できないようにする様式で、予め指定されたトルクによりメインハウジングアセンブリ150に対して螺合、または締結してもよい。
【００４６】
ハウジングアセンブリ150のスプラインベアリング場所決め機能部157は、ベアリング156をそれがリテーナリング153を用いて所定位置にロックされる前に位置合わせするために使用されてもよい。一態様によれば、ベアリング156とリテーナリング153との間にスプリングワッシャ155がセットされてもよい。図5にはベアリング156およびリテーナリング153が別個の部品として示されているが、当業者であれば分かるように、これらの部品をベアリング156およびリテーナリング153の両方の機能を果たすことができる単一の要素として一緒に機械加工することができる。
【００４７】
図6A〜6Dは、リニアエンコーダアセンブリ170が取り付けられてなる本発明の態様に係るアクチュエータ100、200の様々な図を示している。図6A〜6Dに示されるように、リニアエンコーダアセンブリ170は、リニアエンコーダハウジング172、リニアエンコーダ174、およびリニアエンコーダブラケット176を含んでもよい。前述したように、リニアエンコーダ174は、リニアモータアクチュエータ100、200のピストン132の直線動作、したがって軸136の直線動作を追跡するために使用されてもよい。幾つかの態様において、リニアエンコーダ174は、ピストン132の現在の位置および/または動きに関する情報を電子コントローラ（図示せず）へ送ることができる。
【００４８】
リニアエンコーダ174は、例えばリニアエンコーダブラケット176を使用してメインハウジング152でアクチュエータ100、200に締結されてもよい。メインハウジング152の開口を通じて、ケーブル（図示せず）がピストンアセンブリ130にアクセスできる。リニアエンコーダブラケット176は、実質的に平坦な面を含んでもよく、例えばネジを使用してメインハウジング152に強固に締結され得る。リニアエンコーダブラケット176の底面は、リニアエンコーダ174および/または他の回路部品の実質的に平坦な上面に一致するように形成されてもよい。リニアエンコーダ174および/または他の回路部品は、リニアエンコーダブラケット176と直に接触して保たれてもよく、一方、リニアエンコーダ174および他の回路部品の周囲に、例えばエポキシまたは他の接着剤が導入され、それにより、リニアエンコーダ174がリニアエンコーダブラケット176に対して水平に固定される。リニアエンコーダ174の上端をリニアエンコーダブラケット176に対して水平に固定することにより、リニアエンコーダ174および/または他の回路部品は、リニアエンコーダ176に不正確な読み取り値を発生させる可能性があるそれらの自重に起因する任意の圧迫に晒されない。
【００４９】
幾つかの態様によれば、リニアエンコーダ174およびリニアエンコーダブラケット176は、付加的な保護のためにリニアエンコーダハウジング172内に実質的に入れられてもよい。例えばネジを使用してリニアエンコーダハウジング172をアクチュエータ100、200のメインハウジング152に締結することができる。
【００５０】
なお、本明細書において説明されるアクチュエータ100、200は、迅速に且つ高い費用効率で、製造し且つ組み立てることができることに留意されたい。更に、アクチュエータ100、200は、比較的小型で、軽量で、コンパクトになるように製造されてもよい。任意で、光学リニアエンコーダアセンブリ170は、アクチュエータ100、200によってなされる動きの100％にわたって監視を行なって制御することができる。更に、メインハウジングアセンブリ150、マグネットハウジングアセンブリ110、およびピストンアセンブリ130の個々の設計は、製造中に柔軟性および容易な再構成の可能性を提供し、それにより、特定のプロジェクトの仕様に適合するように様々なアクチュエータ構成を生み出すことができる。
【００５１】
以下、図7〜10を参照して、様々なアクチュエータに関する試験結果が提供される。試験は、35.7オームのコイル抵抗、10.4mmのストローク、50グラムの移動質量、0.42kgの総質量、ならびに引き込み時に14N、中間位置で15N、および伸長時に14Nのピーク力を有するCAL36-010-51-FB-MODJ42によって行なわれた。力の再現性、熱、力の分解能、および摩擦がそれぞれ検査された。これらの試験の結果が図7、8、9、および10にそれぞれ示されている。
【００５２】
ここで、それぞれの各試験における構成について説明する。力の再現性試験では、ユニットが水平位置に配置された。軸は、5秒間にわたってロードセルを押した後に5秒間にわたって力を解放するように構成された。
【００５３】
熱試験では、CAL36が水平方向に配置された。ユニットは、3秒間にわたって8Nで押圧した後に、3秒間にわたって2Nで押圧するように構成された。その後、それにしたがってプロセスが繰り返された。CAL36の後端の温度変化が監視された。
【００５４】
力の分解能試験に関しては、QM1モードで5グラム未満の力の分解能を有するように、LAC-1コントローラが変更された。得られた力の分解能はおおよそ4グラムであった。
【００５５】
摩擦試験に関しては、ユニットが水平に配置された。軸は、動向が監視された状態で前後に移動するように構成された。軸は磁場を引き付けるため、移動の初めに比較的高い力が見られる。摩擦はおおよそ0.3Nであった。
【００５６】
以上、本発明の様々な態様について説明してきたが、これらの態様は単なる一例として与えられたものであって限定的なものでないことが理解されるべきである。同様に、様々な図は、本発明に含められ得る特徴および機能性を理解するのに役立つようになされる本発明における構造的な例または他の構成の例を描いている。本発明は、図示した構造的な例または構成の例に限定されず、様々な別の構造および構成を使用して実施され得る。更に、以上、様々な例示的な態様および実施に関して本発明が説明されているが、個々の態様のうちの1つまたは複数において説明された様々な特徴および機能性は、それらの適用性がそれらが説明される特定の態様に限定されず、それよりもむしろ、そのような態様が記載されていようとなかろうと、ならびにそのような特徴が記載された態様の一部となるように与えられていようとなかろうと、本発明の他の態様のうちの1つまたは複数に対して単独でまたは何らかの組み合わせ状態で適用され得ることが理解されるべきである。したがって、本発明の広さおよび範囲は、前述した例示的な態様のいずれかによって限定されるべきではない。
【図１】
2010178614.tif 000003
【図２】
2010178614.tif 000004
【図３】
2010178614.tif 000005
【図４】
2010178614.tif 000006
【図５】
2010178614.tif 000007
【図６】
2010178614.tif 000008
【図７】
2010178614.tif 000009
【図８】
2010178614.tif 000010
【図９】
2010178614.tif 000011
【図１０】
2010178614.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、その内容が参照により本明細書に組み入れられる2008年11月21日に出願された米国仮特許出願第61/117,047号の優先権を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、移動コイルアクチュエータに関し、より詳しくは、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
オートメーションにおける従来技術（カムデバイスまたは空気圧デバイスなど）は、作業が正確に行なわれたか否かを「知る」ために必要な柔軟性および情報を欠いている。しかしながら、これらの技術は、しばしば、低コストであるという利点を有する。
【０００４】
一方、オートメーション産業で望まれる柔軟性を与えようと試みる電気リニアサーボモータが長年にわたって開発されてきた。例えば、SMAC社によって製造される移動コイルリニアモータのLAシリーズなどの一部のリニアモータは、行なわれる作業を監視しようと試みている。しかしながら、これらのデバイスは数千ドル範囲の使用コストを有し、このファクタは、しばしば、カムデバイスまたは空気圧デバイスのコストよりも5倍〜10倍高い。したがって、リニアモータの広範囲におよぶ使用は、関連する著しいコストによってかなり制限されてきた。
【０００５】
そのため、柔軟性があり、行なわれる作業を監視および/または調整する能力を有すると同時に、カムデバイスおよび空気圧デバイスのコストに匹敵するコストを有するリニアモータデバイスが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
技術的課題
本発明の目的は、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題の解決策
したがって、本発明の様々な態様は、前述した必要性のそれぞれを満たすリニアモータアクチュエータへ向けられる。より具体的には、本発明の様々な態様は、高い能力を有するにもかかわらず、安価に利用でき、且つ/または製造できるリニアモータアクチュエータへ向けられる。
【０００８】
幾つかの態様によれば、様々な方法でコストを制御し得る。例えば、1セットアップCNC旋盤製造を利用することによって製造コストを低減することができる。組み立てコストは、組み立てが比較的簡単な「スナップ係合」デバイスを生み出すことによって低減できる。部品のコストは、リニアモータアクチュエータ内で構成要素をあまり必要としない簡単な設計を利用することによって低減できる。交換コストは、顧客のニーズが変化するときにアクチュエータ構成の迅速で簡単な変更を可能にする設計を利用することによって低減できる。
【０００９】
多くの態様において、アクチュエータの性能は、旧来の技術の性能に匹敵するあるいは上回る（特に、速度に関して）ことができる。また、幾つかの態様は、オートメーションならびに幅広い他の用途において高い有用性を有する多くの特徴（例えば、プログラム可能な位置決め、速度、もしくは力、且つ/または、1つまたは複数の作業がうまく完了したことを検証できる能力）を含むことができる。
【００１０】
これらの態様および他の態様は、添付図面および本明細書中で提供される詳細な説明を参照すれば当業者によって更に容易に理解されると考えられる。
【００１１】
更に具体的には、本発明は以下を提供する。
本発明（１）は、スプライン軸、スプライン軸を受けるように適応された軸ハウジング、および軸ハウジングに取り付けられるボビンを備えるピストンアセンブリと;
前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備え、前記ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された第1のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリ、前記第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリの少なくとも1つの接続を所定の許容範囲内で可能にするための基準面を備え、前記第1のハウジングアセンブリに接続するように適応された第2のハウジングアセンブリと;
前記ピストンアセンブリの位置を決定するためのエンコーダを受けるように適応されている、前記第2のハウジングに接続するように適応されたエンコーダアセンブリと、
を備える、リニアモータアクチュエータである。
本発明（２）は、ピストンアセンブリ、第1のハウジングアセンブリ、第2のハウジングアセンブリ、およびエンコーダアセンブリのそれぞれが旋盤で機械加工される、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（３）は、基準面が表面および基準エッジを備え、該表面が第1の所定の許容範囲内で略平坦であり、且つ該基準エッジが第2の所定の許容範囲内で前記表面に対して略垂直である、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（４）は、第2のハウジングアセンブリが、環状のスプラインベアリングを支持するように適応された前孔を備え、且つ該スプラインベアリングがスプライン軸内に形成される少なくとも1つの溝に沿って該スプライン軸と接触するように適応された、本発明（３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（５）は、前孔が所定の直径を備える、本発明（４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（６）は、前孔が、第3の所定の許容範囲内で表面および基準エッジと略平行に位置される、本発明（５）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（７）は、第2のハウジングアセンブリが、ピストンアセンブリの一部を受けるように適応された後孔を更に備える、本発明（６）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（８）は、後孔が、第4の所定の許容範囲内で前孔と略同心である、本発明（７）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（９）は、スプラインベアリングが、第2のハウジングアセンブリを通じて案内される設置用のピンによって前孔内に位置決めされるリニアガイドアセンブリを備える、本発明（４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１０）は、ピストンアセンブリが、エンコーダスケールを受けるように適応されたエンコーダスケール面を備え、エンコーダがピストンアセンブリの位置を決定するために前記エンコーダスケールを読み取るように適応された、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１１）は、エンコーダスケール面が、第5の所定の許容範囲内で略平坦な表面を備える、本発明（１０）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１２）は、軸ハウジングがスプライン軸を受けるように適応された孔を備え、該孔が所定の直径を備える、本発明（１）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１３）は、接触領域で軸ハウジングに接続される軸と、該軸ハウジングに接続され、且つ該軸と略同一直線上の中心軸を有するボビンとを備えるピストンアセンブリと;
前記軸が回転するのを防止するように適応されたガイドを備え、前記ピストンアセンブリを受けるように適応されたアクチュエータハウジングと;
前記アクチュエータハウジングに接続するように適応され、前記ピストンアセンブリを作動させるための1つまたは複数のマグネットを備える取り外し可能なマグネットハウジングと、
を備えるリニアモータアクチュエータである。
本発明（１４）は、リニアエンコーダデバイスを更に備え、該リニアエンコーダデバイスがアクチュエータハウジングに接続され、且つ該リニアエンコーダデバイスがピストンアセンブリの直線動作を追跡するように適応された、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１５）は、リニアエンコーダデバイスが、ピストンアセンブリの場所を決定するためにリニアスケールを読み取るように適応された、本発明（１４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１６）は、ピストンアセンブリ、アクチュエータハウジング、取り外し可能なマグネットハウジング、およびリニアエンコーダデバイスの少なくとも1つがスナップ係合アセンブリに適合された、本発明（１４）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１７）は、ピストンアセンブリが旋盤により単一のセットアップで製造可能である、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１８）は、軸が、ガイドと接触するための少なくとも1つの溝を含むスプライン軸を備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（１９）は、ガイドが、軸内に形成される少なくとも1つの溝に接触するように適応されたスプラインベアリングを備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（２０）は、ピストンアセンブリが、軸を軸ハウジングから解放するためのインタフェースを備える、本発明（１３）のリニアモータアクチュエータである。
本発明（２１）は、小さい横方向の力を用いてピストンを駆動させるためのリニアモータアクチュエータを組み立てる方法であって、
軸およびボビンを備えるピストンアセンブリを設け、該ボビンの中心軸が該軸と略同一直線上にある工程と;
前記ピストンアセンブリの少なくとも一部をアクチュエータハウジング内に挿入し、該アクチュエータハウジングが前記軸を受けるように適応されたガイドを備える工程と;
前記アクチュエータハウジングにマグネットハウジングを接続し、該マグネットハウジングが前記ピストンアセンブリを駆動するように適応された1つまたは複数のマグネットを備える工程と、
を備える方法である。
本発明（２２）は、ガイドが、ピストンアセンブリの作動中に軸が回転するのを防止するように適応されたスプラインベアリングを備える、本発明（２１）の方法である。
本発明（２３）は、アクチュエータハウジングに対してリニアエンコーダアセンブリを取り付ける工程を更に備え、該リニアエンコーダアセンブリが軸の位置を追跡するように適応された、本発明（２１）の方法である。
本発明（２４）は、ピストンアセンブリ、マグネットハウジング、およびアクチュエータハウジングの少なくとも1つを旋盤により単一のセットアップで製造する工程を更に備える、本発明（２１）の方法である。
本発明（２５）は、アクチュエータハウジングが、一組の所定の許容範囲内でリニアモータアクチュエータの組み立てを可能にするための基準面を備える、本発明（２１）の方法である。
【発明の効果】
【００１２】
発明の有利な効果
本発明は、コンパクトリニアアクチュエータおよびその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様に係る例示的な単コイルリニアモータアクチュエータの分解図である。
【図２】本発明の一態様に係る例示的な3コイルリニアモータアクチュエータの部分分解図である。
【図３】図3Aは、本発明の一態様に係る例示的なマグネットハウジングの断面図である。図3Bは、図3Aに描かれるマグネットハウジングの正面図である。図3Cは、図3BのA-A線に沿って切断されたマグネットハウジングの断面図である。図3Dは、本発明の一態様に係る例示的なマグネットハウジングの断面図である。図3Eは、図3Dに描かれるマグネットハウジングの正面図である。図3Fは、図3EのB-B線に沿って切断されたマグネットハウジングの断面図である。
【図４】図4Aは、本発明の一態様に係る例示的なピストンアセンブリの正面図である。図4Bは、図4Aに描かれるピストンアセンブリの斜位図である。図4Cは、図4Aに描かれるピストンアセンブリの側面図である。
【図５】図5Aは、本発明の一態様に係る例示的なアクチュエータハウジングの正面図である。図5Bは、図5AのA-A線に沿って切断されたアクチュエータハウジングの第1の断面図である。図5Cは、図5AのA-A線に沿って切断されたアクチュエータハウジングの第2の断面図である。図5Dは、図5Aに描かれる例示的なアクチュエータハウジングの側面図である。
【図６】図6Aは、本発明の一態様に係るリニアエンコーダフィードバックデバイスを含むリニアモータアクチュエータの斜視図である。図6Bは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの斜視図である。図6Cは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの側面図である。図6Dは、図6Aに示されるリニアモータアクチュエータの平面図である。
【図７】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる力の再現性試験の結果を示す表である。
【図８】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる熱試験の結果を示すグラフである。
【図９】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる力の分解能試験の結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータに関して行なわれる摩擦試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
態様の説明
例示的な態様の詳細な説明
図1は、本発明の一態様に係る単コイルリニアモータアクチュエータ100の分解図である。図1に示されるように、アクチュエータ100は、4つの構成要素、すなわち:メインハウジングアセンブリ150（メインハウジング152、スプラインベアリング156、およびスプライン軸ハウジング158を含む）と;ピストンアセンブリ130（コイル144、スプライン軸136、およびリニアエンコーダスケール140を含む）と;エンコーダアセンブリ170（エンコーダハウジング172およびリニアエンコーダ174を含む）と;マグネットハウジングアセンブリ110（マグネットハウジング112、1つまたは複数のマグネット118、およびセンターポール116を含む）とを含んでもよい。
【００１５】
幾つかの態様では、製造される全ての部品をHardingeモデルRS51MSYなどのCNC旋盤で機械加工することができる。各部品を旋盤により単一の動作で製造することができ、それにより二次的な動作の必要性が減少され、且つ/または排除される。これらの二次的な動作は、付加的なコストを与えるとともに、寸法変化を増大することにより品質を低下させる場合もある。
【００１６】
幾つかの態様では、アクチュエータ100の構成要素がアルミニウムまたはスチールバーから製造されてもよい。しかしながら、無数の他の材料が本発明の範囲にしたがって使用されてもよいことに留意されたい。一態様において、CNC旋盤は、（例えば、サブスピンドルの移送によって）構成要素の両端を機械加工できる能力を有するとともに、加工品を切削する能力も有する。
【００１７】
幾つかの態様において、アクチュエータ100は、アクチュエータ100の組み立て中に部品の場所の調整を必要としない「スナップ係合」設計を含んでもよい。したがって、スナップ係合設計は、品質を確保し得るとともに、低い組み立てコストをもたらし得る。図1に描かれる態様に関しては、100セットの試行において、アクチュエータ100の更なる試験時に性能または構造的問題が発見されることなく、10分未満の組み立て時間が繰り返し達成されることに注目すべきである。
【００１８】
幾つかの態様において、スナップ係合アクチュエータ100は、メインハウジングアセンブリ150に設置される基本基準面に対して1つまたは複数の寸法をキー止めすることによって達成されてもよい。基準面は、例えば図1に示されるように、正確に機械加工される平坦面166、およびこの面に対して垂直なエッジ162からなっていてもよい。このハウジングに関する更なる特徴は、前孔154およびベアリング心出し穴160を含んでもよい。
【００１９】
幾つかの態様において、平坦面166は、10ミクロンの特定の許容範囲内に位置される平面であってもよく、一方、エッジ162も同様に10ミクロンの許容範囲内で平坦面166と垂直に維持されてもよい。孔154は、呼び直径（called out diameter）の10ミクロン以内に保持されてもよく、25ミクロンの許容範囲内で基準面要素に対して平行に位置されてもよい。孔の中心は、平坦面166に対するその呼び寸法に対して20ミクロン以内に維持されてもよく、一方、メインハウジングアセンブリ150の後孔168は、25ミクロンの許容範囲内で前孔154と同心であってもよい。
【００２０】
幾つかの態様において、メインハウジングアセンブリ150内のスプライン軸ハウジング158は、スプライン軸136およびスプライン軸136が回転しないようにするために使用できるスプラインベアリング156を収容するために使用されてもよい。一態様において、スプラインベアリング156は、IKO社によって製造されるリニアガイドアセンブリ（＃MAG8C1THS2/N）を含んでもよい。しかしながら、本発明の範囲にしたがって無数の他の構造/ガイドアセンブリが利用されてもよいことに留意されたい。
【００２１】
幾つかの態様において、リニアガイドアセンブリは、メインハウジング152を通じて案内される設置用のピンによって前孔154内に位置されてもよい。これにより、スプラインベアリング156と関連する再循環ボールトラックが特定の許容範囲内（例えば、その長さにわたって20ミクロン以内）で平坦面166と平行のままとなることができる。
【００２２】
図1に示されるように、リニアモータアクチュエータ100のピストンアセンブリ130は、ピストン132、ピストン軸孔134、エンコーダスケール面138、スプライン軸136、およびDCコイル144を含んでもよい。ピストンアセンブリ130は、旋盤により単一のセットアップで正確に製造されることにより、コストを低減して、性能の質を高めてもよい。
【００２３】
また、エンコーダスケール面138は、機械加工されてもよく、その長さにわたって10ミクロン以内でそれ自体が平坦に位置されてもよい。ピストン軸孔134は、直径が10ミクロンの差異に保たれてもよく、エンコーダスケール面138に対して20ミクロンの許容範囲内に維持される中心を含んでもよい。スプライン軸136は、ピストン軸孔136内に設置されてもよく、20ミクロン以内でエンコーダスケール面138と平行な方向に1つまたは複数の軸溝146を設置する固定具を使用して所定位置にロックされてもよい。
【００２４】
また、マグネットハウジングアセンブリ110は、マグネットハウジング112、1つまたは複数のマグネット118、およびセンターポール116を含んでもよい。一態様によれば、マグネットハウジング112は、メインハウジング152に対する孔168の緊密な関係を確保するために、メインハウジング152の後孔168を導くパイロット直径114を含んでもよい。
【００２５】
センターポール116は、それをマグネットハウジング112に対して正確に設置するためにパイロット直径を含んでもよい。これにより、センターポール116を特定の許容範囲内（例えば、±20ミクロンの範囲内）でマグネットハウジング112内に中心付けることができる。幾つかの態様において、マグネットハウジング112のセンターポール116の外径および内径は、前孔154および/または後孔168の中心に保持されてもよい（例えば、±40ミクロンの範囲内で）。
【００２６】
図1に示されるように、エンコーダアセンブリ170は、エンコーダ装着ブラケット176内に設置されるエンコーダハウジング172およびリニアエンコーダ174を含んでもよい。エンコーダアセンブリ170は、それをx、y、およびz方向のそれぞれにおいて特定の変動（例えば、±20ミクロン）内で基準位置に設置する基準エッジおよび平面を含んでもよい。
【００２７】
ピストンアセンブリ130がメインハウジング152中に配置されると、ピストンアセンブリ130がスプラインベアリングトラックの後にスプライン軸136によって位置決めされてもよい。これは、アクチュエータアセンブリに関連する1つまたは複数の変数に関して厳しい許容範囲の積み重ねをもたらし得る。
【００２８】
リニアエンコーダスケール140およびリニアエンコーダ174のリーダヘッドは、±40ミクロンの距離を隔てて離間されてもよい（例えば、幾つかの態様によれば、特定の許容範囲のおおよそ40％で中心付けられて位置決めされてもよい）。また、コイル144とセンターポール116との間の隙間およびコイル144とマグネット118との間の隙間はいずれも±50ミクロンに保たれてもよい。一態様では、許容変動が、特定される範囲の1/6のみとなり得るように、隙間がおおよそ600ミクロンでありうる。
【００２９】
したがって、精密な許容範囲を保つとともに、部品数を最小限に維持することにより、高い信頼性を伴うスナップ係合設計を得ることができる。サンプル試験によれば、許容範囲を、特定される総計の1/3に保持するアクチュエータ100を形成できることが実証された。寿命試験は、そのようなアクチュエータ100が構造上または動作上の欠陥を伴うことなく100,000,000サイクルを超えることができることを示した。
【００３０】
幾つかの態様では、ストローク変動およびエンコーダ分解能が容易に調整されうることにより、アクチュエータの再構成および/または交換に関連するコストが低減されてもよい。ストロークが3つのアセンブリ（マグネットハウジングアセブリ110、ピストンアセンブリ130、およびメインハウジングアセンブリ150）の機能である場合には、全てのストローク変動で使用できる、より高価な構成要素（例えば、ピストンアセンブリ130またはメインハウジングアセブリ150）の交換を未だ要することなく、交換可能なマグネットハウジングアセンブリ110がストロークの長さを増大するために使用されてもよい。例えば、（図1に描かれる）マグネットハウジングアセンブリ110が、（図2に描かれる）更に長尺なマグネットハウジングアセンブリ210と交換されてもよく、それにより、より長いアクチュエータストロークを可能にする。
【００３１】
特定の最大範囲のストロークをカバーするのに十分な長さのスロットをコイル144とピストン132の前面との間に設けることにより、全てのストローク変動をカバーするようにピストン132が使用できてもよい。なお、メインハウジングアセンブリ150は、全てのストローク変動をカバーするように十分長く設計されてもよいことに留意されたい。このようにすれば、アクチュエータのストロークの長さの変更を要する場合に、より少ない数の構成要素を交換するだけで済む。また、この設計は、保管される必要がある部品の数および/または種類を減らすのに役立ち得るとともに、アクチュエータ構成要素の供給を素早く行なうのに役立ち得る。
【００３２】
また、リニアモータアクチュエータ100は、3コイルのマルチポール構成で動作できてもよい。例えば、図2は、本発明の一態様に係る3コイルリニアモータアクチュエータ200の部分分解図である。図2に示されるように、3コイルリニアモータアクチュエータ200は、マグネット218およびセンターポール216の別個の組を含む更に長いマグネットハウジング212、ならびに3コイルアセンブリを含むピストン232を包含していてもよい。マグネットハウジング212内のマグネット218は、ハウジング212の全体にわたって交互に磁化されてもよい（例えば、NS、SNなど）。当業者であれば分かるように、マグネットハウジング212およびピストン232は標準的な機械加工プロセスを使用して形成されてもよい。
【００３３】
なお、アクチュエータ100および200の例示的な構成が幅広い用途で利用されてもよいことに留意されたい。例えば、図1に描かれる単一ポールアクチュエータ100は、短いストロークの高速な低コスト用途において利用されてもよく、一方、図2に描かれる3コイルアクチュエータ200は、より高い力を伴う、より長いストロークに適し得る場合がある。アクチュエータ100および200について無数の他の用途も本発明の範囲にしたがって想定し得る。
【００３４】
また、アクチュエータ100、200は、例えば位置、力、および速度を調整するための多数のプログラム可能なモードを含んでもよい。更に、エンコーダフィードバックを、ストローク中にピストン132、232の位置をチェックすることにより行なわれる作業の検証を可能にする位置と適合させることができる。
【００３５】
幾つかの態様（図1および図2に描かれる態様など）では、コイル144、244が、中心のリニアガイドを取り囲んでもよい。これにより、ガイドに関する任意のモーメントを除去できるとともに、小型電子部品組み立ておよび精密ガラススコアリングなどの高精度の力の用途において非常に有用な力の再現性を向上させることができる。試験は、（例えば、図7および以下の対応する説明に記載されるように）0.1N〜8Nの力の範囲にわたって0.0005N未満の再現性を示す。
【００３６】
図3A〜3Fは、本発明の態様に係る例示的なマグネットハウジング112、212を描いている。図3A〜3Cは単一ポール単コイルリニアアクチュエータ用のマグネットハウジング112を描いており、一方図3D〜3Fはマルチポール3コイルリニアアクチュエータ用のマグネットハウジング212を描いている。
【００３７】
図3Aおよび図3Dのそれぞれ例示的なマグネットハウジング112および212に示されるように、マグネットハウジング112、212の一端にエンドプレート142、242が置かれてもよい。エンドプレート142、242は、エンドプレート142、242に対して垂直に延びてマグネットハウジング112、212の中心を貫通するセンターポール116、216に取り付けるように構成されることによって所定位置に少なくとも部分的に固定されてもよい。なお、エンドプレート142、242は図3A、3C、3D、および3Fに示されるように形成されてもよいが、エンドプレート142、242に関しては本発明の範囲にしたがって多種多様な形状が利用されてよいことに留意されたい。
【００３８】
幾つかの態様において、マグネットハウジング112、212は、ピストン132、232を直線方向に移動させるのに必要な磁場を提供するために1つまたは複数のマグネット118、218（例えば、実質的に円筒状マグネットまたは円形マグネットセグメント）を含んでもよい。1つまたは複数のマグネット118、218は、様々な接着剤またはネジを用いて製造中にマグネットハウジング112、212の内側に容易に固定されてもよい。更に、センターポール116、216にネジ山が形成されてマグネットハウジング112、212の一端に捩じ込まれてもよい。
【００３９】
図4A〜4Cは、本発明の一態様に係る例示的なピストンアセンブリ132の様々な角度を示している。ボビン145を含むピストンアセンブリ132は、単一の一体部品として形成されてもよい。例示的な利点として、単一の一体部品は部品の数がより少ないため、アクチュエータ100、200の構造の複雑さをより少なくすることができるとともに、迅速な組み立てを可能にする。更に、単一の一体部品を使用することにより、費用効率を更に高くすることができる。これは、単一の部品が複数の別個の部品よりも安価に製造され得るからである。また、単一の一体部品は、多部品のピストンボビンアセンブリよりも軽量化することもできる。これは、そのようなアセンブリが様々な部品同士を取り付けるための付加的な留め具またはハードウェアを必要とし得るからである。
【００４０】
図3A〜3Fおよび図4A〜4Cに加えて、ピストンアセンブリ130がマグネットハウジング112に摺動可能につながれるときにエンドプレート142、242が回転するのを抑制するために、切り欠き148を使用することができる。エンドプレート142、242は、図3A〜3Dに示されるように横方向で固定されてもよいが、依然として切り欠き148の全範囲に沿うマグネットハウジング112に対するピストンアセンブリ130の横方向の移動を許容してもよい。
【００４１】
幾つかの態様では、アクチュエータ100、200の特定の用途に応じて様々なタイプのスプライン軸136を容易に交換できるようにするために、軸ロック147が使用されてもよい。スプライン軸136は、軸136の望ましくない回転を回避するために、ベアリング156の形状に対応する1つまたは複数の溝146の組を含んでもよい。
【００４２】
加えて、ピストンアセンブリ130の現在の場所を決定するため、および/またはピストンアセンブリ130がどれだけの距離を移動したのかを決定するために、（図6に関して後述するように）光学リニアエンコーダ174によって読み取ることができるリニアエンコーダスケール140がピストンアセンブリ130上に位置付けられてもよい。その際、ピストンアセンブリ130の現在の場所および/または他の位置情報がフィードバックとして電子コントローラ（図示せず）へ与えられてもよい。
【００４３】
様々な態様によれば、ピストンアセンブリ130が単一の一体部品として形成されてもよい。一態様では、ピストンおよびダブルボビン部分を押出加工および機械加工プロセスによって形成することができる。この場合、様々な態様に係るリニアアクチュエータ100、200の設計および製造を柔軟性のあるものとすることができる。これは、1つの構成から他の構成への変更が、工具または機器の大幅な変更を必要としないからである。
【００４４】
図5A〜5Dは、本発明の一態様に係るリニアモータアクチュエータ100、200のためのメインハウジングアセンブリ150の様々な図を示している。図5A〜5Dに示されるように、メインハウジングアセンブリ150は、メインハウジング152、リテーナリング153、スプライン軸ハウジング158、スプライン軸場所決め機能部157、およびスプリングワッシャ155を含んでもよい。
【００４５】
図5A〜5Dに加えて、スプライン軸ハウジング158は、スプライン軸136を案内し、且つ軸136の溝146と一致するように形成されるスプラインベアリング156を収容してもよく、それにより、軸136の望ましくない回転を軽減してもよい。リテーナリング153は、ベアリング156を所定位置でロックして該ベアリングが軸方向に移動できないようにする様式で、予め指定されたトルクによりメインハウジングアセンブリ150に対して螺合、または締結してもよい。
【００４６】
ハウジングアセンブリ150のスプラインベアリング場所決め機能部157は、ベアリング156をそれがリテーナリング153を用いて所定位置にロックされる前に位置合わせするために使用されてもよい。一態様によれば、ベアリング156とリテーナリング153との間にスプリングワッシャ155がセットされてもよい。図5にはベアリング156およびリテーナリング153が別個の部品として示されているが、当業者であれば分かるように、これらの部品をベアリング156およびリテーナリング153の両方の機能を果たすことができる単一の要素として一緒に機械加工することができる。
【００４７】
図6A〜6Dは、リニアエンコーダアセンブリ170が取り付けられてなる本発明の態様に係るアクチュエータ100、200の様々な図を示している。図6A〜6Dに示されるように、リニアエンコーダアセンブリ170は、リニアエンコーダハウジング172、リニアエンコーダ174、およびリニアエンコーダブラケット176を含んでもよい。前述したように、リニアエンコーダ174は、リニアモータアクチュエータ100、200のピストン132の直線動作、したがって軸136の直線動作を追跡するために使用されてもよい。幾つかの態様において、リニアエンコーダ174は、ピストン132の現在の位置および/または動きに関する情報を電子コントローラ（図示せず）へ送ることができる。
【００４８】
リニアエンコーダ174は、例えばリニアエンコーダブラケット176を使用してメインハウジング152でアクチュエータ100、200に締結されてもよい。メインハウジング152の開口を通じて、ケーブル（図示せず）がピストンアセンブリ130にアクセスできる。リニアエンコーダブラケット176は、実質的に平坦な面を含んでもよく、例えばネジを使用してメインハウジング152に強固に締結され得る。リニアエンコーダブラケット176の底面は、リニアエンコーダ174および/または他の回路部品の実質的に平坦な上面に一致するように形成されてもよい。リニアエンコーダ174および/または他の回路部品は、リニアエンコーダブラケット176と直に接触して保たれてもよく、一方、リニアエンコーダ174および他の回路部品の周囲に、例えばエポキシまたは他の接着剤が導入され、それにより、リニアエンコーダ174がリニアエンコーダブラケット176に対して水平に固定される。リニアエンコーダ174の上端をリニアエンコーダブラケット176に対して水平に固定することにより、リニアエンコーダ174および/または他の回路部品は、リニアエンコーダ176に不正確な読み取り値を発生させる可能性があるそれらの自重に起因する任意の圧迫に晒されない。
【００４９】
幾つかの態様によれば、リニアエンコーダ174およびリニアエンコーダブラケット176は、付加的な保護のためにリニアエンコーダハウジング172内に実質的に入れられてもよい。例えばネジを使用してリニアエンコーダハウジング172をアクチュエータ100、200のメインハウジング152に締結することができる。
【００５０】
なお、本明細書において説明されるアクチュエータ100、200は、迅速に且つ高い費用効率で、製造し且つ組み立てることができることに留意されたい。更に、アクチュエータ100、200は、比較的小型で、軽量で、コンパクトになるように製造されてもよい。任意で、光学リニアエンコーダアセンブリ170は、アクチュエータ100、200によってなされる動きの100％にわたって監視を行なって制御することができる。更に、メインハウジングアセンブリ150、マグネットハウジングアセンブリ110、およびピストンアセンブリ130の個々の設計は、製造中に柔軟性および容易な再構成の可能性を提供し、それにより、特定のプロジェクトの仕様に適合するように様々なアクチュエータ構成を生み出すことができる。
【００５１】
以下、図7〜10を参照して、様々なアクチュエータに関する試験結果が提供される。試験は、35.7オームのコイル抵抗、10.4mmのストローク、50グラムの移動質量、0.42kgの総質量、ならびに引き込み時に14N、中間位置で15N、および伸長時に14Nのピーク力を有するCAL36-010-51-FB-MODJ42によって行なわれた。力の再現性、熱、力の分解能、および摩擦がそれぞれ検査された。これらの試験の結果が図7、8、9、および10にそれぞれ示されている。
【００５２】
ここで、それぞれの各試験における構成について説明する。力の再現性試験では、ユニットが水平位置に配置された。軸は、5秒間にわたってロードセルを押した後に5秒間にわたって力を解放するように構成された。
【００５３】
熱試験では、CAL36が水平方向に配置された。ユニットは、3秒間にわたって8Nで押圧した後に、3秒間にわたって2Nで押圧するように構成された。その後、それにしたがってプロセスが繰り返された。CAL36の後端の温度変化が監視された。
【００５４】
力の分解能試験に関しては、QM1モードで5グラム未満の力の分解能を有するように、LAC-1コントローラが変更された。得られた力の分解能はおおよそ4グラムであった。
【００５５】
摩擦試験に関しては、ユニットが水平に配置された。軸は、動向が監視された状態で前後に移動するように構成された。軸は磁場を引き付けるため、移動の初めに比較的高い力が見られる。摩擦はおおよそ0.3Nであった。
【００５６】
以上、本発明の様々な態様について説明してきたが、これらの態様は単なる一例として与えられたものであって限定的なものでないことが理解されるべきである。同様に、様々な図は、本発明に含められ得る特徴および機能性を理解するのに役立つようになされる本発明における構造的な例または他の構成の例を描いている。本発明は、図示した構造的な例または構成の例に限定されず、様々な別の構造および構成を使用して実施され得る。更に、以上、様々な例示的な態様および実施に関して本発明が説明されているが、個々の態様のうちの1つまたは複数において説明された様々な特徴および機能性は、それらの適用性がそれらが説明される特定の態様に限定されず、それよりもむしろ、そのような態様が記載されていようとなかろうと、ならびにそのような特徴が記載された態様の一部となるように与えられていようとなかろうと、本発明の他の態様のうちの1つまたは複数に対して単独でまたは何らかの組み合わせ状態で適用され得ることが理解されるべきである。したがって、本発明の広さおよび範囲は、前述した例示的な態様のいずれかによって限定されるべきではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開2001−286121号
【特許文献２】特開2008−193845号
【特許文献３】特開平3−285554号
【特許文献４】特開昭61−116964号
【特許文献５】米国特許第5051635号
【特許文献６】米国特許第5053670号
【特許文献７】米国特許第5834872号
【特許文献８】米国特許出願公開第2009/0152960号
【特許文献９】国際公開第2007/063729号
【特許文献１０】欧州特許第0556469号
【特許文献１１】米国特許第4693676号
【特許文献１２】米国特許第4799803号
【特許文献１３】米国特許第5476324号
【特許文献１４】米国特許第5893646号
【特許文献１５】米国特許出願公開第2004/0076348号
【特許文献１６】米国特許出願公開第2006/0023980号
【非特許文献】
【００５８】
【非特許文献１】Mill X-Axis Motor Drive & Clutch, [online], Micro-Machine Shop, インターネット<http://www.finelinehair.com/home/mill_x_axis_motor.htm>
【非特許文献２】Actuator and Ball Spline come in mini and micro sizes, [online], THK America, Inc., インターネット<http://news.thomasnet.com/fullstory/455177>
【非特許文献３】Compact Ball Spline, [online], Luna, インターネット<http://www.lunabearings.com/won.htm>
【外国語明細書】
2010178614000001.pdf