JP6723013B2 - Fluid pressure actuator - Google Patents

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Description

本発明は、流体圧アクチュエータに関する。 The present invention relates to a fluid pressure actuator.

例えば、半導体チップのダイボンディング工程やマウンティング工程では、半導体チップを保持するツールが先端に取り付けられたロッドを上下方向にスライド（直進）させる流体圧アクチュエータが用いられる（例えば、特許文献１，２を参照。）。 For example, in a die bonding process or a mounting process of a semiconductor chip, a fluid pressure actuator that slides (moves straight) a rod having a tool for holding the semiconductor chip attached to the tip in the up-down direction is used (for example, see Patent Documents 1 and 2). reference.).

具体的に、流体圧アクチュエータとして、エア（空気）で差動するエア圧アクチュエータを用いた場合、シリンダの内部に導入されるエアの圧力を調整しながら、ロッドに接続されたピストンがシリンダ内で軸方向にスライドする位置を制御する。 Specifically, when an air pressure actuator that differentially operates with air (air) is used as the fluid pressure actuator, the piston connected to the rod moves inside the cylinder while adjusting the pressure of the air introduced into the cylinder. Controls the axial slide position.

また、エア圧アクチュエータでは、シリンダ内の圧力室からシリンダとピストンとの間の隙間に流入するエアによって、静圧空気軸受（静圧流体軸受）が形成されている。これにより、ピストンがシリンダとは非接触な状態で軸方向にスライド自在に支持されている。 Further, in the pneumatic actuator, a static pressure air bearing (static pressure fluid bearing) is formed by the air flowing from the pressure chamber in the cylinder into the gap between the cylinder and the piston. As a result, the piston is supported so as to be slidable in the axial direction without being in contact with the cylinder.

特開２００４−３０１１３８号公報JP 2004-301138 A 特開２０１５−１１３８６８号公報JP, 2005-113868, A

ところで、上記特許文献１に記載の流体圧アクチュエータは、サーボモータ等の回転駆動源からギヤを介してガイドフランジに伝達される駆動力によって、ロッドをガイドフランジと一体に回転駆動する構成となっている。 By the way, the fluid pressure actuator described in Patent Document 1 has a configuration in which the rod is rotationally driven integrally with the guide flange by the driving force transmitted from the rotary drive source such as a servomotor to the guide flange via the gear. There is.

この構成の場合、ロッドをスライドさせる機構については非接触駆動となるものの、ロッドを回転させる機構については非接触駆動とはならないため、上述した半導体チップの高精度な荷重制御や位置決め制御を行う上で不利となる。 In the case of this configuration, the mechanism for sliding the rod is non-contact drive, but the mechanism for rotating the rod is not non-contact drive. Therefore, the above-described highly accurate load control and positioning control of the semiconductor chip are performed. Will be at a disadvantage.

一方、上記特許文献２に記載の流体圧アクチュエータでは、ロッドとの隙間を流れる流体により圧力を発生させる動圧空気軸受（動圧流体軸受）によって、回転モータによる駆動力を非接触でロッドに伝達することが可能である。 On the other hand, in the fluid pressure actuator described in Patent Document 2, the driving force of the rotary motor is transmitted to the rod in a non-contact manner by the dynamic pressure air bearing (dynamic pressure fluid bearing) that generates pressure by the fluid flowing in the gap with the rod. It is possible to

しかしながら、上述した圧力を発生させるための隙間は、ロッドの回転方向（周方向）における位置を制御する際の誤差の要因となる。このため、非接触駆動されるロッドの軸方向及び周方向における位置を高精度に制御することが求められている。 However, the gap for generating the above-mentioned pressure causes an error when controlling the position of the rod in the rotation direction (circumferential direction). For this reason, it is required to control the position of the rod that is driven in a non-contact manner in the axial direction and the circumferential direction with high accuracy.

本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、非接触駆動されるロッドの軸方向及び周方向における位置決め制御を高精度に行うことができる流体圧アクチュエータを提供することを目的の一つとする。 One aspect of the present invention is proposed in view of such conventional circumstances, and a fluid pressure actuator capable of highly accurately performing positioning control in the axial direction and the circumferential direction of a rod that is driven in a non-contact manner. One of the purposes is to provide.

〔１〕 本発明の一つの態様に係る流体圧アクチュエータは、シリンダと、前記シリンダの内部で移動するピストンと、前記ピストンの一端側に接続された状態で、前記ピストンと一体に移動するロッドと、前記ピストンの他端側に接続された状態で、前記ピストンと一体に移動するシャフトと、前記シャフト側に設けられたスケールを前記シリンダ側に設けられた読取ヘッドで読み取ることによって、前記ロッドの位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内の前記ピストンを挟んだ一方側の圧力室に供給される流体の圧力と、他方側の圧力室に供給される流体の圧力とを調整しながら、前記ロッドを軸方向に移動させる圧力調整部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記ロッドを所定の角度範囲で周方向に回動させる回動駆動部とを備え、前記スケールは、平板形状を有し、前記シャフトの外周面に取り付けられると共に、前記読取ヘッドと対向する面が平面であることを特徴とする流体圧アクチュエータ。
〔２〕 前記〔１〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記スケールは、前記シャフトの外周面の一部に設けられた平坦部に取り付けられている構成であってもよい。 [1] A fluid pressure actuator according to an aspect of the present invention includes a cylinder, a piston that moves inside the cylinder, and a rod that moves integrally with the piston while being connected to one end side of the piston. , A shaft that moves integrally with the piston in a state of being connected to the other end side of the piston and a scale provided on the shaft side are read by a read head provided on the cylinder side, Based on the position detection unit that detects the position and the detection result of the position detection unit, the pressure of the fluid supplied to the pressure chamber on one side sandwiching the piston in the cylinder and the pressure supplied to the pressure chamber on the other side. A pressure adjusting unit for moving the rod in the axial direction while adjusting the pressure of the fluid to be generated, and a rotation for rotating the rod in the circumferential direction within a predetermined angle range based on the detection result of the position detecting unit. And a dynamic drive unit, wherein the scale has a flat plate shape, is attached to the outer peripheral surface of the shaft, and has a flat surface facing the read head.
[2] In the fluid pressure actuator according to [1], the scale may be attached to a flat portion provided on a part of an outer peripheral surface of the shaft.

〔３〕 前記〔１〕又は〔２〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記スケールは、前記ロッドの軸方向における位置を検出する直進検出用スケールと、前記ロッドの周方向における位置を検出する回動検出用スケールとが一体化された構成を有し、前記読取ヘッドは、前記直進検出用スケールに対応した直進検出用読取ヘッドと、前記回動検出用スケールに対応した回動検出用読取ヘッドとを含む構成であってもよい。 [ 3 ] In the fluid pressure actuator according to [1] or [2] , the scale includes a linear detection scale that detects a position of the rod in an axial direction and a rotary scale that detects a position of the rod in a circumferential direction. The read head has a structure in which a motion detection scale is integrated, and the read head includes a straight-travel detection read head corresponding to the straight-travel detection scale, and a rotation detection read head corresponding to the rotation detection scale. The configuration may include and.

〔４〕 前記〔３〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記スケールは、前記読取ヘッドと対向する面に、前記直進検出用スケールを構成するパターンが前記ロッドの軸方向と直交する方向に並んで配置され、前記回動検出用スケールを構成するパターンが前記ロッドの軸方向と平行な方向に並んで配置された構成であってもよい。 [ 4 ] In the fluid pressure actuator according to the above [ 3 ], the scales are arranged on a surface facing the reading head in such a manner that patterns constituting the straight-movement detection scale are arranged in a direction orthogonal to an axial direction of the rod. The patterns that are arranged and configure the rotation detection scale may be arranged side by side in a direction parallel to the axial direction of the rod.

〔５〕 前記〔１〕〜〔４〕の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記ピストンは、前記シリンダとの間の隙間に流入する流体により形成される静圧流体軸受を介して、前記シリンダとは非接触な状態で軸方向に移動自在に支持されている構成であってもよい。 [ 5 ] In the fluid pressure actuator according to any one of [1] to [ 4 ], the piston is provided with a hydrostatic bearing formed by a fluid flowing into a gap between the piston and the cylinder. The cylinder may be supported so as to be movable in the axial direction in a non-contact state with the cylinder.

〔６〕 前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記回動駆動部は、回転モータと、前記回転モータによる駆動力を前記ロッドに伝達する駆動伝達機構と、前記ロッドとの隙間を流れる流体により圧力を発生させる動圧流体軸受とを有して、前記ロッドは、前記動圧流体軸受を介して非接触な状態で周方向に回動駆動される構成であってもよい。 [ 6 ] In the fluid pressure actuator according to any one of [1] to [ 5 ], the rotation drive unit transmits a rotation motor and a drive transmission mechanism of the rotation motor to the rod. And a dynamic pressure fluid bearing that generates pressure by a fluid flowing through the gap between the rod and the rod, and the rod is rotationally driven in the non-contact state through the dynamic pressure fluid bearing in the circumferential direction. It may be configured.

〔７〕 前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記流体がエアである構成であってもよい。 [ 7 ] In the fluid pressure actuator according to any one of [1] to [ 6 ], the fluid may be air.

以上のように、本発明の一つの態様に係る流体圧アクチュエータでは、非接触駆動されるロッドの軸方向及び回動方向における位置決め制御を高精度に行うことが可能である。 As described above, in the fluid pressure actuator according to one aspect of the present invention, it is possible to perform the positioning control in the axial direction and the rotation direction of the non-contact driven rod with high accuracy.

本発明の一実施形態に係るエア圧アクチュエータの縦断面構造を示す図である。It is a figure showing the longitudinal section structure of the pneumatic actuator concerning one embodiment of the present invention. 図１中に示すＡ−Ａ’位置におけるエア圧アクチュエータの横断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section structure of the pneumatic actuator in the A-A' position shown in FIG. スケールの読取ヘッドと対向する面を拡大した図である。FIG. 6 is an enlarged view of a surface of the scale facing the read head. ロッドを原点の位置から所定の角度だけ回動させた場合を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the case where a rod is rotated only a predetermined angle from the position of an origin. スケールの別の取付構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another attachment structure of a scale.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素を模式的に示している場合があり、構成要素によっては寸法の縮尺を異ならせて示すこともある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, the constituent elements may be schematically illustrated in order to make the constituent elements easy to see, and the scale of the dimensions may be different depending on the constituent elements.

本発明の一実施形態に係る流体圧アクチュエータとして、例えば図１に示すエア圧アクチュエータ１について説明する。なお、図１は、エア圧アクチュエータ１の縦断面構造を示す図である。また、以下に示す図面では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、Ｘ軸方向をエア圧アクチュエータ１の左右方向、Ｙ軸方向をエア圧アクチュエータ１の前後方向、Ｚ軸方向をエア圧アクチュエータ１の上下方向（軸方向）として、それぞれ示すものとする。また、Ｚ軸回りをエア圧アクチュエータ１の回転方向（周方向）として示すものとする。 As a fluid pressure actuator according to an embodiment of the present invention, for example, an air pressure actuator 1 shown in FIG. 1 will be described. Note that FIG. 1 is a view showing a vertical sectional structure of the pneumatic actuator 1. In the drawings shown below, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the X-axis direction is the left-right direction of the pneumatic actuator 1, the Y-axis direction is the front-back direction of the pneumatic actuator 1, and the Z-axis direction is the vertical direction of the pneumatic actuator 1. The directions (axial directions) are shown respectively. Further, the rotation around the Z axis is shown as the rotation direction (circumferential direction) of the pneumatic actuator 1.

エア圧アクチュエータ１は、図１に示すように、差動流体としてエア（空気）Ｋを用いた流体圧アクチュエータであり、シリンダ２と、シリンダ２の内部で移動するピストン３と、ピストン３の一端（下端）側に接続されることによってピストン３と一体に移動するロッド４と、ピストン３の他端（上端）側に接続されることによってピストン３と一体に移動するシャフト５とを備えている。 As shown in FIG. 1, the pneumatic actuator 1 is a fluid pressure actuator that uses air (air) K as a differential fluid, and includes a cylinder 2, a piston 3 that moves inside the cylinder 2, and one end of the piston 3. A rod 4 that moves integrally with the piston 3 by being connected to the (lower end) side and a shaft 5 that moves integrally with the piston 3 by being connected to the other end (upper end) side of the piston 3 are provided. ..

なお、本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、ロッド４が上下方向（軸方向）においてスライド（直進）し、且つ、ロッド４が中心軸回り（周方向）に所定の角度範囲で回動する場合を例示している。 In the pneumatic actuator 1 of the present embodiment, when the rod 4 slides (moves straight) in the vertical direction (axial direction) and the rod 4 rotates about the central axis (circumferential direction) within a predetermined angle range. Is illustrated.

シリンダ２は、略円筒状のシリンダハウジング６を有している。シリンダハウジング６の内側には、断面円形状のボア孔７が軸方向に沿って形成されている。ボア孔７には、ピストン３が挿入されている。これにより、シリンダ２の内部は、ピストン３を挟んでロッド４とは反対側（上側）に位置する第１の圧力室（一方の圧力室）Ｐ１と、ピストン３を挟んでロッド４側（下側）に位置する第２の圧力室（他方の圧力室）Ｐ２とに分割されている。 The cylinder 2 has a substantially cylindrical cylinder housing 6. Inside the cylinder housing 6, a bore hole 7 having a circular cross section is formed along the axial direction. The piston 3 is inserted into the bore hole 7. As a result, inside the cylinder 2, the first pressure chamber (one pressure chamber) P1 located on the opposite side (upper side) to the rod 4 across the piston 3 and the rod 4 side (lower side) across the piston 3 are formed. It is divided into a second pressure chamber (the other pressure chamber) P2 located on the side).

また、シリンダハウジング６の下端には、ロッド４を貫通させる軸孔８がボア孔７に連続して設けられている。一方、シリンダハウジング６の上部には、シャフト５を挿入させる挿入穴９がボア孔７に連続して設けられている。シリンダハウジング６の側面には、第１の圧力室Ｐ１にエアＫを流通させる第１のポート１０と、第２の圧力室Ｐ２にエアＫを流通させる第２のポート１１とが接続されている。 Further, a shaft hole 8 through which the rod 4 penetrates is provided at the lower end of the cylinder housing 6 so as to be continuous with the bore hole 7. On the other hand, in the upper part of the cylinder housing 6, an insertion hole 9 for inserting the shaft 5 is provided continuously with the bore hole 7. On the side surface of the cylinder housing 6, a first port 10 for circulating the air K in the first pressure chamber P1 and a second port 11 for circulating the air K in the second pressure chamber P2 are connected. ..

ピストン３は、上部側に位置する円柱状の第１のピストンヘッド３ａと、下部側に位置する円柱状の第２のピストンヘッド３ｂと、第１のピストンヘッド３ａと第２のピストンヘッド３ｂとの間を連結する円柱状の連結ロッド３ｃとを含む。 The piston 3 includes a cylindrical first piston head 3a located on the upper side, a cylindrical second piston head 3b located on the lower side, a first piston head 3a and a second piston head 3b. And a cylindrical connecting rod 3c that connects the two.

シリンダ２とピストン３との間には、ボア孔７と第１のピストンヘッド３ａとの間の隙間に流入するエアＫによって第１の静圧空気軸受（静圧流体軸受）Ｂ１と、ボア孔７と第２のピストンヘッド３ｂとの間の隙間に流入するエアＫによって第２の静圧空気軸受（静圧流体軸受）Ｂ２とが形成されている。 A first hydrostatic air bearing (hydrostatic bearing) B1 is provided between the cylinder 2 and the piston 3 by the air K flowing into the gap between the bore hole 7 and the first piston head 3a, and a bore hole. A second static pressure air bearing (static pressure fluid bearing) B2 is formed by the air K flowing into the gap between 7 and the second piston head 3b.

ピストン３は、これら第１及び第２の静圧空気軸受Ｂ１，Ｂ２を介してシリンダ２とは非接触な状態で、上下方向にスライド自在に支持されている。なお、第１及び第２の静圧空気軸受Ｂ１，Ｂ２を形成するためには、ボア孔７と第１及び第２のピストンヘッド３ａ，３ｂとの間の隙間を５〜１２μｍ程度に設定することが好ましい。また、連結ロッド３ｃは、第１及び第２のピストンヘッド３ａ，３ｂよりも小径とされている。 The piston 3 is slidably supported in the vertical direction in a state of not contacting the cylinder 2 via the first and second static pressure air bearings B1 and B2. In order to form the first and second static pressure air bearings B1 and B2, the clearance between the bore hole 7 and the first and second piston heads 3a and 3b is set to about 5 to 12 μm. It is preferable. The connecting rod 3c has a smaller diameter than the first and second piston heads 3a and 3b.

ロッド４は、方形柱形状（本実施形態では断面正方形状）を有して、第２のピストンヘッド３ｂの下端中央部から下方に延長して設けられている。ロッド４は、ガイドスリーブ１２を介して軸孔８からシリンダ２（シリンダハウジング６）の外部（下方）へと突出した状態で配置されている。 The rod 4 has a rectangular columnar shape (square section in the present embodiment), and is provided so as to extend downward from the central portion of the lower end of the second piston head 3b. The rod 4 is arranged so as to project from the shaft hole 8 to the outside (downward) of the cylinder 2 (cylinder housing 6) via the guide sleeve 12.

ガイドスリーブ１２は、ロッド４を貫通させる中心孔１２ａを有して、軸孔８内に配置されたボール軸受１３を介して周方向に回動自在に支持されている。このため、ガイドスリーブ１２の外形は、断面円形状であり、ガイドスリーブ１２の中心孔１２ａは、断面正方形状である。 The guide sleeve 12 has a central hole 12a through which the rod 4 penetrates, and is rotatably supported in the circumferential direction via a ball bearing 13 arranged in the shaft hole 8. Therefore, the outer shape of the guide sleeve 12 has a circular cross section, and the center hole 12a of the guide sleeve 12 has a square cross section.

ロッド４は、ガイドスリーブ１２の中心孔１２ａとの隙間を流れるエアＫにより圧力を発生させる動圧空気軸受Ｂ３によって、ガイドスリーブ１２とは非接触な状態で、上下方向にスライド自在、且つ、周方向に回動自在に支持されている。 The rod 4 is slidable in the vertical direction in a non-contact state with the guide sleeve 12 by the dynamic pressure air bearing B3 that generates pressure by the air K flowing through the gap between the guide sleeve 12 and the central hole 12a, and the rod 4 is circumferentially movable. It is supported so that it can rotate in any direction.

エア圧アクチュエータ１は、第１の圧力室Ｐ１に供給されるエアＫの圧力と、第２の圧力室Ｐ２に供給されるエアＫの圧力とを調整する圧力調整部１４を備えている。圧力調整部１４は、第１のポート１０を介して第１の圧力室Ｐ１に定圧のエアＫを供給すると共に、第２のポート１１を介して第２の圧力室Ｐ２に供給されるエアＫの圧力をサーボ弁（図示せず。）で調整する空圧回路を構成している。 The air pressure actuator 1 includes a pressure adjusting unit 14 that adjusts the pressure of the air K supplied to the first pressure chamber P1 and the pressure of the air K supplied to the second pressure chamber P2. The pressure adjusting unit 14 supplies the constant-pressure air K to the first pressure chamber P1 via the first port 10 and the air K supplied to the second pressure chamber P2 via the second port 11. A pneumatic circuit for adjusting the pressure of (1) by a servo valve (not shown) is configured.

なお、圧力調整部１４は、このような構成に限らず、例えば、第１の圧力室Ｐ１に供給されるエアＫの圧力と、第２の圧力室Ｐ２に供給されるエアＫの圧力とをサーボ弁でそれぞれ調整する構成であってもよい。 Note that the pressure adjusting unit 14 is not limited to such a configuration, and, for example, sets the pressure of the air K supplied to the first pressure chamber P1 and the pressure of the air K supplied to the second pressure chamber P2. The configuration may be such that each is adjusted by a servo valve.

エア圧アクチュエータ１は、ロッド４を所定の角度範囲で周方向に回動させる回動駆動部１５を備えている。回動駆動部１５は、例えばステッピングモータやサーボモータなどの回転モータ１６と、回転モータによる駆動力をロッド４に伝達する駆動伝達機構１７とを有している。また、駆動伝達機構１７は、回転モータ１６の回転軸１６ａに取り付けられた駆動プーリ１８ａと、ガイドスリーブ１２の下端側の外周部に取り付けられた被動プーリ１８ｂと、駆動プーリ１８ａと被動プーリ１８ｂとの間に巻き掛けられた無端ベルト１９とを有している。 The pneumatic actuator 1 includes a rotation drive unit 15 that rotates the rod 4 in the circumferential direction within a predetermined angle range. The rotary drive unit 15 includes a rotary motor 16 such as a stepping motor or a servo motor, and a drive transmission mechanism 17 that transmits the drive force of the rotary motor to the rod 4. The drive transmission mechanism 17 includes a drive pulley 18a attached to the rotary shaft 16a of the rotary motor 16, a driven pulley 18b attached to the outer peripheral portion of the lower end side of the guide sleeve 12, a drive pulley 18a and a driven pulley 18b. And an endless belt 19 wound between the two.

回動駆動部１５は、回転モータ１６からの駆動力（回転力）を駆動プーリ１８ａから無端ベルト１９を介して被動プーリ１８ｂへと伝達しながら、ガイドスリーブ１２を所定の角度範囲で周方向に回動させる。これにより、動圧空気軸受Ｂ３を介してガイドスリーブ１２とは非接触とされたロッド４をガイドスリーブ１２と一体に回動させることができる。 The rotary drive unit 15 transmits the drive force (rotational force) from the rotary motor 16 from the drive pulley 18a to the driven pulley 18b via the endless belt 19 while moving the guide sleeve 12 in the circumferential direction within a predetermined angle range. Rotate. As a result, the rod 4, which is not in contact with the guide sleeve 12 via the dynamic air bearing B3, can be rotated integrally with the guide sleeve 12.

また、ロッド４を回動させる角度範囲については、回動の中心位置を原点（０°）として微小な角度（例えば±４°、より具体的には±１°程度）でしか回動できないように、機械的に制限されている。 Regarding the angular range in which the rod 4 is rotated, the central position of the rotation is set to the origin (0°) so that the rod 4 can be rotated only at a small angle (for example, ±4°, more specifically ±1°). Is mechanically limited.

なお、回動駆動部１５では、回転モータ１６として、中空型のＤＤ（ダイレクトドライブ）モータを用いることができる。この場合、駆動伝達機構１７（駆動プーリ１８ａ、被動プーリ１８ｂ及び無端ベルト１９）を用いずに、ロッド４を周方向に回動させることが可能である。また、この場合、ガイドスリーブ１２及びボール軸受１３の代わりに、多孔質絞りを用いて動圧空気軸受Ｂ３を形成することも可能である。 In the rotary drive unit 15, a hollow DD (direct drive) motor can be used as the rotary motor 16. In this case, the rod 4 can be rotated in the circumferential direction without using the drive transmission mechanism 17 (the drive pulley 18a, the driven pulley 18b, and the endless belt 19). Further, in this case, instead of the guide sleeve 12 and the ball bearing 13, it is possible to form the dynamic pressure air bearing B3 by using a porous throttle.

シャフト５は、円柱形状を有して、第１のピストンヘッド３ａの上端中央部から上方に延長して設けられている。シャフト５は、挿入穴９の内側に挿入された状態で配置されている。 The shaft 5 has a columnar shape and is provided so as to extend upward from the center of the upper end of the first piston head 3a. The shaft 5 is arranged in a state of being inserted inside the insertion hole 9.

エア圧アクチュエータ１は、ロッド４の位置を検出する位置検出部２０を備えている。位置検出部２０は、シャフト５側に設けられたスケール２１と、シリンダ２（シリンダハウジング６）側に設けられた読取ヘッド２２とを有している。 The pneumatic actuator 1 includes a position detector 20 that detects the position of the rod 4. The position detector 20 includes a scale 21 provided on the shaft 5 side and a read head 22 provided on the cylinder 2 (cylinder housing 6) side.

スケール２１は、図２に示すように、平板部材からなり、読取ヘッド２２と対向する面が平面となっている。シャフト５の外周面に治具（図示せず。）を介して取り付けられている。なお、図２は、図１中に示すＡ−Ａ’位置におけるエア圧アクチュエータ１の横断面構造を示す図である。 As shown in FIG. 2, the scale 21 is made of a flat plate member, and the surface facing the reading head 22 is a flat surface. It is attached to the outer peripheral surface of the shaft 5 via a jig (not shown). 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the pneumatic actuator 1 at the position A-A' shown in FIG.

スケール２１は、図３に示すように、ロッド４の上下方向における位置を検出する直進検出用スケール２１Ａと、ロッド４の回動方向における位置を検出する回動検出用スケール２１Ｂとが一体化された構成を有している。なお、図３は、スケール２１の読取ヘッド２２と対向する面を拡大した図である。 As shown in FIG. 3, the scale 21 includes a straight-movement detection scale 21A that detects the position of the rod 4 in the vertical direction and a rotation detection scale 21B that detects the position of the rod 4 in the rotation direction. It has a different configuration. Note that FIG. 3 is an enlarged view of the surface of the scale 21 that faces the read head 22.

具体的に、スケール２１は、読取ヘッド２２と対向する面に、直進検出用スケール２１Ａを構成するパターンｐがロッド４の左右方向（軸方向と直交する方向）に並んで配置され、回動検出用スケール２１Ｂを構成するパターンｐがロッド４の上下方向（軸方向と平行な方向）に並んで配置された構成を有している。すなわち、スケール２１の読取ヘッド２２と対向する面には、目盛となる方形状（本実施形態では正方形状）のパターンｐがマトリックス状に複数並んで配置されている。 Specifically, in the scale 21, the pattern p forming the straight-movement detection scale 21A is arranged on the surface facing the read head 22 side by side in the left-right direction (direction orthogonal to the axial direction) of the rod 4, and rotation detection is performed. The pattern p that configures the scale 21B for use is arranged side by side in the vertical direction of the rod 4 (direction parallel to the axial direction). That is, on the surface of the scale 21 facing the read head 22, a plurality of square-shaped (square-shaped in this embodiment) patterns p serving as scales are arranged side by side in a matrix.

読取ヘッド２２は、図１及び図２に示すように、直進検出用スケール２１Ａに対応した直進検出用読取ヘッド２２Ａと、回動検出用スケール２１Ｂに対応した回動検出用読取ヘッド２２Ｂとを有している。これらの直進及び回動検出用読取ヘッド２２Ａ，２２Ｂは、シリンダハウジング６内のスケール２１と干渉しない位置に間隔Ｔを設けて取り付けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the reading head 22 has a straight-movement detection read head 22A corresponding to the straight-movement detection scale 21A and a rotation detection read head 22B corresponding to the rotation detection scale 21B. doing. The straight-ahead and rotation-detecting read heads 22A and 22B are mounted at intervals in the cylinder housing 6 at positions where they do not interfere with the scale 21.

直進検出用読取ヘッド２２Ａは、ロッド４が上下方向にスライドしたときに、直進検出用スケール２１Ａを構成するパターンｐを読み取る（カウントする）ことで、ロッド４の上下方向における位置を検出する。一方、回動検出用読取ヘッド２２Ｂは、ロッド４が周方向に回動したときに、回動検出用スケール２１Ｂを構成するパターンｐを読み取る（カウントする）ことで、ロッド４の回動方向における位置を検出する。 The straight-ahead detection read head 22A detects the position of the rod 4 in the vertical direction by reading (counting) the pattern p forming the straight-ahead detection scale 21A when the rod 4 slides in the vertical direction. On the other hand, the rotation detection read head 22B reads (counts) the pattern p constituting the rotation detection scale 21B when the rod 4 rotates in the circumferential direction, so that the rotation direction of the rod 4 in the rotation direction. Detect the position.

なお、読取ヘッド２２（直進及び回動検出用読取ヘッド２２Ａ，２２Ｂ）は、検出に光の反射を用いる光学方式であってもよく、磁気を用いる磁気方式であってもよい。また、本実施形態の読取ヘッド２２（直進及び回動検出用読取ヘッド２２Ａ，２２Ｂ）には、ロッド４の相対位置を検出するインクリメンタル方式を採用している。この場合、原点復帰のための原点センサやリミットセンサ（共に図示せず。）が配置されている。一方、ロッド４の絶対位置を検出するアブソリュート方式を採用することも可能である。この場合、原点復帰のための原点センサやリミットセンサを省略することが可能である。 The reading head 22 (the reading heads 22A and 22B for linear movement and rotation detection) may be an optical method that uses reflection of light for detection or a magnetic method that uses magnetism. The reading head 22 (reading heads 22A and 22B for linear movement and rotation detection) of the present embodiment employs an incremental method for detecting the relative position of the rod 4. In this case, an origin sensor and a limit sensor (both not shown) for returning to the origin are arranged. On the other hand, it is also possible to adopt an absolute method for detecting the absolute position of the rod 4. In this case, the origin sensor and the limit sensor for returning to the origin can be omitted.

エア圧アクチュエータ１は、図１に示すように、外部からの位置指令値及び荷重指令値、並びに位置検出部２０からの検出信号ΦＤＺ，ΦＤθに基づいて、ロッド４の上下方向における位置決め制御及び荷重制御と、ロッド４の回動方向における位置決め制御とを行うコントローラ（制御部）２３を備えている。 As shown in FIG. 1, the pneumatic actuator 1 controls the positioning and load of the rod 4 in the vertical direction based on the position command value and the load command value from the outside and the detection signals ΦDZ and ΦDθ from the position detection unit 20. A controller (control unit) 23 that performs control and positioning control in the rotation direction of the rod 4 is provided.

コントローラ２３は、直進検出用読取ヘッド２２Ａが検出（カウント）した検出信号ΦＤＺと、外部からの位置指令値との差分が無くなるように、圧力調整部１４に対して移動指令を出力する。これにより、コントローラ２３からの移動指令に基づいて、圧力調整部１４がサーボ弁を駆動しながら、ロッド４の上下方向における位置決め制御を行うことができる。 The controller 23 outputs a movement command to the pressure adjustment unit 14 so that there is no difference between the detection signal ΦDZ detected (counted) by the straight-ahead detection read head 22A and the position command value from the outside. Thereby, based on the movement command from the controller 23, the pressure adjusting unit 14 can control the positioning of the rod 4 in the vertical direction while driving the servo valve.

また、コントローラ２３は、回動検出用読取ヘッド２２Ｂが検出（カウント）した検出信号ΦＤθと、外部からの位置指令値との差分が無くなるように、回動駆動部１５に対して回動指令を出力する。これにより、コントローラ２３からの回動指令に基づいて、回動駆動部１５が回転モータ１６を駆動しながら、ロッド４の回動方向における位置決め制御を行うことができる。 Further, the controller 23 issues a rotation command to the rotation drive unit 15 so that there is no difference between the detection signal ΦDθ detected (counted) by the rotation detection read head 22B and the position command value from the outside. Output. As a result, based on the rotation command from the controller 23, the rotation drive unit 15 can drive the rotation motor 16 and perform positioning control in the rotation direction of the rod 4.

さらに、コントローラ２３は、ロッド４の位置決め制御の後に荷重制御を行う場合、第１の圧力室Ｐ１と第２の圧力室Ｐ２との圧力差により生じる荷重と、外部からの荷重指令値との差分が無くなるように、圧力調整部１４に対して荷重指令を出力する。これにより、コントローラ２３からの荷重指令に基づいて、圧力調整部１４がサーボ弁を駆動しながら、半導体チップを保持するツール（図示せず。）が先端に取り付けられたロッド４に対して荷重（力）を与える荷重制御を行うことができる。 Further, when the load control is performed after the positioning control of the rod 4, the controller 23 makes a difference between the load generated by the pressure difference between the first pressure chamber P1 and the second pressure chamber P2 and the load command value from the outside. A load command is output to the pressure adjustment unit 14 so that the As a result, based on the load command from the controller 23, while the pressure adjusting unit 14 drives the servo valve, a tool (not shown) for holding the semiconductor chip applies a load ( It is possible to perform load control that gives force).

以上のような構成を有するエア圧アクチュエータ１は、例えば、半導体チップのダイボンディング工程やマウンティング工程等で用いられる。具体的には、半導体製造装置内において半導体チップを保持するツールが先端に取り付けられたロッド４を上下方向に移動可能な範囲でスライド（移動）させる。又は、ロッド４を必要な角度範囲で回動させる。これにより、半導体チップをリードフレームや基板等の実装面上に実装することができる。 The pneumatic actuator 1 having the above-described configuration is used, for example, in a semiconductor chip die bonding process or a mounting process. Specifically, in a semiconductor manufacturing apparatus, a tool for holding a semiconductor chip slides (moves) the rod 4 attached to the tip within a range in which it can be moved in the vertical direction. Alternatively, the rod 4 is rotated within a required angle range. As a result, the semiconductor chip can be mounted on the mounting surface such as the lead frame or the substrate.

ところで、上述したコントローラ２３からの回動指令に基づいて、ロッド４を原点の位置から所定の角度θだけ回動させた場合を図４（ａ），（ｂ）に示す。なお、図４（ａ）は、ガイドスリーブ１２内のロッド４が原点に位置するときの断面図である。図４（ｂ）は、ロッド４をガイドスリーブ１２と一体に所定の角度θで回動したときの断面図である。 Incidentally, FIGS. 4A and 4B show a case where the rod 4 is rotated by a predetermined angle θ from the position of the origin based on the above-described rotation command from the controller 23. 4A is a sectional view when the rod 4 in the guide sleeve 12 is located at the origin. FIG. 4B is a sectional view when the rod 4 is rotated integrally with the guide sleeve 12 at a predetermined angle θ.

エア圧アクチュエータ１では、ロッド４を図４（ａ）に示す原点の位置から図４（ｂ）に示す所定の角度θだけ回動させたときに、ガイドスリーブ１２（中心孔１２ａ）とロッド４との間の隙間Ｓによって、角度θだけ回動されたガイドスリーブ１２に対してロッド４が角度δだけずれてしまうことがある。 In the pneumatic actuator 1, when the rod 4 is rotated from the position of the origin shown in FIG. 4(a) by a predetermined angle θ shown in FIG. 4(b), the guide sleeve 12 (center hole 12a) and the rod 4 are rotated. Due to the gap S between the rod 4 and the guide sleeve 12 rotated by the angle θ, the rod 4 may be displaced by the angle δ.

これに対して、本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、シャフト５に取り付けられた回動検出用スケール２１Ｂ（スケール２１）から、実際にロッド４が回動した角度（θ+δ）を回動検出用読取ヘッド２２Ｂ（読取ヘッド２２）により正確に読み取る（検出する）ことが可能である。 On the other hand, in the pneumatic actuator 1 of the present embodiment, the rotation detection scale 21B (scale 21) attached to the shaft 5 rotates the angle (θ+δ) at which the rod 4 actually rotates. It is possible to accurately read (detect) with the detection read head 22B (read head 22).

また、本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、シャフト５に取り付けられた直進検出用スケール２１Ａ（スケール２１）から、実際にロッド４がスライドした位置を直進検出用読取ヘッド２２Ａ（読取ヘッド２２）により正確に読み取る（検出する）ことが可能である。 Further, in the pneumatic actuator 1 of the present embodiment, the position where the rod 4 is actually slid from the straight-movement detection scale 21A (scale 21) attached to the shaft 5 is changed by the straight-movement detection read head 22A (read head 22). It is possible to read (detect) accurately.

したがって、本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、上述した隙間Ｓによって生じる誤差を考慮することなく、非接触駆動されるロッド４の上下方向及び回動方向における位置決め制御及び荷重制御を高精度に行うことが可能である。 Therefore, in the pneumatic actuator 1 of the present embodiment, the positioning control and the load control in the vertical direction and the rotation direction of the non-contact driven rod 4 are performed with high accuracy without considering the error caused by the above-described gap S. It is possible.

また、本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、上述したスケール２１の読取ヘッド２２と対向する面が平面となっている。この場合、直進及び回動検出用スケール２１Ａ，２１Ｂを構成するパターンｐを通常の露光方法を用いて安価に形成することができる。一方、シャフト５の周面に沿って湾曲した形状（曲面）を有するスケールを用いた場合には、転動露光方法などの高価な形成方法が必要となる。この場合、露光角度を小さくしても、スケールの製造コストが嵩むといった問題が発生してしまう。 Further, in the pneumatic actuator 1 of this embodiment, the surface of the scale 21 facing the read head 22 is a flat surface. In this case, it is possible to inexpensively form the pattern p forming the straight-ahead and rotation detection scales 21A and 21B by using a normal exposure method. On the other hand, when a scale having a curved shape (curved surface) along the peripheral surface of the shaft 5 is used, an expensive forming method such as a rolling exposure method is required. In this case, even if the exposure angle is made small, there arises a problem that the manufacturing cost of the scale increases.

本実施形態のエア圧アクチュエータ１では、上述した平板形状を有する安価なスケール２１がシャフト５の外周面に取り付けられている。この場合、ロッド４を回動させる角度範囲が微小な角度であることから、シャフト５に取り付けられた直進及び回動検出用スケール２１Ａ，２１Ｂ（スケール２１）から、ロッド４がスライド及び回動した位置を直進及び回動検出用読取ヘッド２２Ａ，２２Ｂ（読取ヘッド２２）により正確に読み取る（検出する）ことが可能である。さらに、安価なスケール２１を用いることによって、エア圧アクチュエータ１の製造コストを抑えることができる。その結果、半導体チップをリードフレームや基板等の実装面上に実装するコストも低減可能である。 In the pneumatic actuator 1 of the present embodiment, the inexpensive scale 21 having the flat plate shape described above is attached to the outer peripheral surface of the shaft 5. In this case, since the angle range in which the rod 4 is rotated is a minute angle, the rod 4 slides and rotates from the linear movement and rotation detection scales 21A and 21B (scale 21) attached to the shaft 5. The position can be accurately read (detected) by the read heads 22A and 22B (read head 22) for detecting straight and rotation. Furthermore, by using the inexpensive scale 21, the manufacturing cost of the pneumatic actuator 1 can be suppressed. As a result, the cost of mounting the semiconductor chip on the mounting surface such as the lead frame or the substrate can be reduced.

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記エア圧アクチュエータ１では、図５に示すように、シャフト５の外周面の一部に平坦部５ａを設けて、この平坦部５ａにスケール２１を取り付けた構成とすることも可能である。なお、図５は、スケール２１の別の取付構造を示す斜視図である。この場合、治具を用いることなく、スケール２１をシャフト５の外周面に容易に取り付けることが可能である。 It should be noted that the present invention is not necessarily limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the pneumatic actuator 1, as shown in FIG. 5, a flat portion 5a may be provided on a part of the outer peripheral surface of the shaft 5, and the scale 21 may be attached to the flat portion 5a. .. Note that FIG. 5 is a perspective view showing another mounting structure of the scale 21. In this case, the scale 21 can be easily attached to the outer peripheral surface of the shaft 5 without using a jig.

また、上記エア圧アクチュエータ１では、直進及び回動検出用スケール２１Ａ，２１Ｂを一体化したスケール２１を用いているが、直進検出用スケール２１Ａと回動検出用スケール２１Ｂとを別体とすることも可能である。この場合、別体に配置された直進検出用スケール２１Ａと回動検出用スケール２１Ｂとに合わせて、直進検出用読取ヘッド２２Ａと回動検出用読取ヘッド２２Ｂとをそれぞれ配置すればよい。 Further, although the pneumatic actuator 1 uses the scale 21 in which the rectilinear movement and rotation detection scales 21A and 21B are integrated, the rectilinear movement detection scale 21A and the rotation detection scale 21B are separate bodies. Is also possible. In this case, the straight-ahead detection read head 22A and the rotation-detection read head 22B may be arranged in accordance with the straight-ahead detection scale 21A and the rotation-detection scale 21B which are separately arranged.

なお、上記実施形態では、差動流体としてエアＫを用いたエア圧アクチュエータ１を例示しているが、エアＫ以外の流体を用いた流体圧アクチュエータに対して本発明を幅広く適用することが可能である。また、流体圧アクチュエータの用途についても、特に限定されるものではなく、上述した半導体製造装置以外にも適用することが可能である。 In the above embodiment, the pneumatic actuator 1 using the air K as the differential fluid is illustrated, but the present invention can be widely applied to fluid pressure actuators using a fluid other than the air K. Is. Further, the application of the fluid pressure actuator is not particularly limited, and the fluid pressure actuator can be applied to other than the semiconductor manufacturing apparatus described above.

１…エア圧アクチュエータ（流体圧アクチュエータ） ２…シリンダ ３…ピストン ４…ロッド ５…シャフト ６…シリンダハウジング ７…ボア孔 ８…軸孔 ９…挿入穴 １０…第１のポート １１…第２のポート １２…ガイドスリーブ １３…ボール軸受 １４…圧力調整部 １５…回動駆動部 １６…回転モータ １７…駆動伝達機構 １８ａ…駆動プーリ １８ｂ…被動プーリ １９…無端ベルト ２０…位置検出部 ２１…スケール ２１Ａ…直進検出用スケール ２１Ｂ…回動検出用スケール ２２…読取ヘッド ２２Ａ…直進検出用読取ヘッド ２２Ｂ…回動検出用読取ヘッド ２３…コントローラ（制御部） ｐ…パターン Ｋ…エア（流体） Ｐ１…第１の圧力室 Ｐ２…第２の圧力室 Ｓ…隙間 Ｂ１…第１の静圧空気軸受（静圧流体軸受） Ｂ２…第２の静圧空気軸受（静圧流体軸受） Ｂ３…動圧空気軸受（動圧流体軸受） 1... Air pressure actuator (fluid pressure actuator) 2... Cylinder 3... Piston 4... Rod 5... Shaft 6... Cylinder housing 7... Bore hole 8... Shaft hole 9... Insertion hole 10... First port 11... Second port 12... Guide sleeve 13... Ball bearing 14... Pressure adjustment part 15... Rotation drive part 16... Rotation motor 17... Drive transmission mechanism 18a... Drive pulley 18b... Driven pulley 19... Endless belt 20... Position detection part 21... Scale 21A... Linear detection scale 21B... Rotation detection scale 22... Read head 22A... Linear detection read head 22B... Rotation detection read head 23... Controller (control unit) p... Pattern K... Air (fluid) P1... First Pressure chamber P2... second pressure chamber S... gap B1... first static pressure air bearing (static pressure fluid bearing) B2... second static pressure air bearing (static pressure fluid bearing) B3... dynamic pressure air bearing ( Hydrodynamic bearing)

Claims (7)

シリンダと、
前記シリンダの内部で移動するピストンと、
前記ピストンの一端側に接続された状態で、前記ピストンと一体に移動するロッドと、
前記ピストンの他端側に接続された状態で、前記ピストンと一体に移動するシャフトと、
前記シャフト側に設けられたスケールを前記シリンダ側に設けられた読取ヘッドで読み取ることによって、前記ロッドの位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記シリンダ内の前記ピストンを挟んだ一方側の圧力室に供給される流体の圧力と、他方側の圧力室に供給される流体の圧力とを調整しながら、前記ロッドを軸方向に移動させる圧力調整部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記ロッドを所定の角度範囲で周方向に回動させる回動駆動部とを備え、
前記スケールは、平板形状を有し、前記シャフトの外周面に取り付けられると共に、前記読取ヘッドと対向する面が平面であることを特徴とする流体圧アクチュエータ。 A cylinder,
A piston moving inside the cylinder,
A rod that moves integrally with the piston in a state of being connected to one end side of the piston,
A shaft that moves integrally with the piston while being connected to the other end of the piston,
A position detection unit that detects the position of the rod by reading the scale provided on the shaft side with a read head provided on the cylinder side,
Based on the detection result of the position detection unit, the pressure of the fluid supplied to the pressure chamber on one side sandwiching the piston in the cylinder and the pressure of the fluid supplied to the pressure chamber on the other side are adjusted. While, a pressure adjusting unit that moves the rod in the axial direction,
A rotation drive unit for rotating the rod in the circumferential direction within a predetermined angle range based on the detection result of the position detection unit,
The fluid pressure actuator, wherein the scale has a flat plate shape, is attached to an outer peripheral surface of the shaft, and has a flat surface facing the read head. 前記スケールは、前記シャフトの外周面の一部に設けられた平坦部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein the scale is attached to a flat portion provided on a part of an outer peripheral surface of the shaft. 前記スケールは、前記ロッドの軸方向における位置を検出する直進検出用スケールと、前記ロッドの周方向における位置を検出する回動検出用スケールとが一体化された構成を有し、
前記読取ヘッドは、前記直進検出用スケールに対応した直進検出用読取ヘッドと、前記回動検出用スケールに対応した回動検出用読取ヘッドとを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体圧アクチュエータ。 The scale has a configuration in which a rectilinear detection scale for detecting the axial position of the rod and a rotation detection scale for detecting the circumferential position of the rod are integrated.
The read head, the head reading straight detected corresponding to rectilinear detection scale according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a said read head for rotation detection corresponding to the rotation detecting scale Fluid pressure actuator. 前記スケールは、前記読取ヘッドと対向する面に、前記直進検出用スケールを構成するパターンが前記ロッドの軸方向と直交する方向に並んで配置され、前記回動検出用スケールを構成するパターンが前記ロッドの軸方向と平行な方向に並んで配置された構成を有することを特徴とする請求項３に記載の流体圧アクチュエータ。 On the surface of the scale facing the read head, the patterns forming the straight-movement detection scale are arranged side by side in a direction orthogonal to the axial direction of the rod, and the patterns forming the rotation detection scale are The fluid pressure actuator according to claim 3 , wherein the fluid pressure actuators are arranged side by side in a direction parallel to the axial direction of the rod. 前記ピストンは、前記シリンダとの間の隙間に流入する流体により形成される静圧流体軸受を介して、前記シリンダとは非接触な状態で軸方向に移動自在に支持されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。 The piston is movably supported in the axial direction in a non-contact state with the cylinder via a hydrostatic bearing formed by a fluid flowing into a gap between the piston and the cylinder. fluid pressure actuator according to any one of claim 1 to 4. 前記回動駆動部は、回転モータと、前記回転モータによる駆動力を前記ロッドに伝達する駆動伝達機構と、前記ロッドとの隙間を流れる流体により圧力を発生させる動圧流体軸受とを有し、
前記ロッドは、前記動圧流体軸受を介して非接触な状態で周方向に回動駆動されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。 The rotation drive unit includes a rotation motor, a drive transmission mechanism that transmits the drive force of the rotation motor to the rod, and a hydrodynamic bearing that generates pressure by a fluid flowing through a gap between the rod and the rotation drive unit.
It said rod is a fluid pressure actuator according to any one of claim 1 to 5, characterized in that it is driven to rotate in the circumferential direction in a non-contact state through the hydrodynamic bearing. 前記流体がエアであることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。 Fluid pressure actuator according to any one of claim 1 to 6, wherein the fluid is air.
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US11873847B2 (en) 2018-12-05 2024-01-16 Fujikura Composites Inc. Cylinder device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0446081Y2 (en) * 1984-11-07 1992-10-29
JP2000046014A (en) * 1998-07-24 2000-02-15 Konan Electric Co Ltd Pneumatic actuator with built-in position detector
JP4268431B2 (en) 2003-03-28 2009-05-27 住友重機械工業株式会社 Fluid pressure actuator
JP4171666B2 (en) * 2003-03-31 2008-10-22 住友重機械工業株式会社 Actuator capable of linear and rotary motion
JP2006349377A (en) * 2005-06-13 2006-12-28 Shinko Electric Co Ltd Two-degree-of-freedom sensor
JP6372031B2 (en) * 2013-12-09 2018-08-15 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Fluid pressure actuator
JP6351336B2 (en) 2014-03-31 2018-07-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 Shock absorber

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