CN109391118B - 轴转动直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴转动直线电机，能够利用现有的直线电机和现有的转动电机，从而能够降低制造成本。轴转动直线电机具有：具有直线运动轴的直线电机；具有转动轴的转动电机；直线运动转动轴，与所述直线运动轴平行且与所述转动轴同轴配置；直线运动传递部，将所述直线运动轴的直线运动向所述直线运动转动轴传递；以及转动传递部，将所述转动轴的转动运动向所述直线运动转动轴传递。所述转动传递部的一端固定在所述转动轴上，另一端与所述直线运动转动轴连接。

Description

轴转动直线电机

技术领域

本发明涉及一种轴转动直线电机。

背景技术

在公知的直线电机中，轴构件利用从磁铁产生的磁场和流过绕组的电流，相对于电枢进行相对直线运动。此外，例如在智能手机和贴片机等半导体制造装置中，可以利用能够直线前进和转动的轴转动直线电机(Z-θ电机)。在专利文献1记载的技术中具有利用直线电机来驱动能够转动的第二轴的结构。由此，第二轴(转动轴)能够进行转动运动和直线运动。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公报第5552566号

在专利文献1记载的技术中例如需要特殊转动电机，该特殊转动电机具有与以往的转动电机不同的能够转动和直线运动的转动轴。因此，难以利用现有的转动电机。由此，设置新的制造生产线等，引起特殊转动电机的制造成本增加。因此，存在最终的轴转动直线电机的制造成本也增加的问题。

此外，在专利文献1记载的装置中，为了吸附芯片元件，设置于空气通道的用于吸入空气的元件例如管道(管)类，需要与进行转动和直线运动的中空的第二轴联动进行转动和直线运动。由此，用于吸入空气的元件例如管道(管)类的结构变得复杂。因此，存在如下问题：有损于装置的可靠性以及装置的长期动作的稳定性和安全性变差。

发明内容

本发明的一个目的在于提供以下的轴转动直线电机。在该轴转动直线电机中，由于能够利用现有的直线电机和现有的转动电机，所以能够降低制造成本。此外，本发明的另一个目的在于提高轴转动直线电机的芯片元件等的吸附机构的可靠性。

本发明的一种方式的轴转动直线电机(直线前进和转动电机)包括由直线电机和转动电机两者驱动的与第三轴构件相关的直线前进和转动机构。由此，直线电机和转动电机一同仅驱动与第三轴相关的直线前进和转动机构。因此，能够将直线电机和转动电机的负载抑制为最小，并且能够直接使用现有的直线电机和现有的转动电机。因此，能够提供实现小型化且低成本的直线前进和转动电机，所述转动传递部是设置有空间部的筒状构件，所述空间部沿所述直线运动转动轴的轴向形成，在所述直线运动转动轴侧具有开口，能够收容所述直线运动转动轴，所述直线运动转动轴和所述转动轴为中空的，由所述直线运动转动轴、所述空间部和所述转动轴形成空气通道，在所述转动轴的反输出侧设置有用于吸入空气的元件。

按照本发明的一种方式提供一种轴转动直线电机，其具有：具有直线运动轴的直线电机；具有转动轴的转动电机；直线运动转动轴，与所述直线运动轴平行且与所述转动轴同轴配置；直线运动传递部，将所述直线运动轴的直线运动向所述直线运动转动轴传递；以及转动传递部，将所述转动轴的转动运动向所述直线运动转动轴传递，所述转动传递部的一端固定在所述转动轴上，另一端与所述直线运动转动轴连接，所述直线运动传递部具有用于连接所述直线运动轴的贯通孔和用于插入所述直线运动转动轴的贯通孔。

所述转动传递部可以是设置有空间部的筒状构件。优选的是，所述空间部沿所述直线运动转动轴的轴向形成，在所述直线运动转动轴侧具有开口，能够收容所述直线运动转动轴。优选的是，所述直线运动转动轴是滚珠花键轴，所述转动传递部是滚珠花键轴套。优选的是，轴转动直线电机还具有固定所述直线电机和所述转动电机的固定构件。

优选的是，在所述直线运动转动轴内形成有沿轴向延伸的第一通道和与所述第一通道连通的第二通道，在所述直线运动传递部内形成有第三通道，所述第三通道与所述第二通道连通，并且到达所述直线运动传递部的外周面。

优选的是，所述直线运动传递部具有插入所述直线运动转动轴的贯通孔，在所述贯通孔的内周面的通向所述第三通道的位置上设置有凹部。通过设置凹部，所述直线运动转动轴插入所述贯通孔时，在所述直线运动转动轴的外周形成例如环状的空间(空气通道)。

按照本发明，能够提供一种轴转动直线电机，能够利用现有的直线电机和现有的转动电机，从而能够降低制造成本。此外，用于吸入空气的元件例如管道(管)类，仅进行转动动作或滑动动作(直线运动动作)中任意一方的一个动作。因此，能够同时实现电机动作的可靠性和电机的长期安全使用。

附图说明

图1的(a)是本发明第一实施方式的轴转动直线电机的侧视图和主视图，包含侧面的要部的侧断面图。图1的(b)是图1的(a)所示的直线运动转动轴向转动电机侧直线运动时的轴转动直线电机的侧视图和主视图，包含侧面的要部的侧断面图。

图2是表示图1所示的轴连接部的一个结构例的主视图和侧断面图。

图3是表示第一实施方式的转动传递部的一个结构例的侧断面图和主视图。

图4是本发明第二实施方式的轴转动直线电机的侧视图和主视图，包含侧面的要部的侧断面图。

图5是表示图4所示的轴连接部的一个结构例的主视图、俯视图和侧断面图。

图6的(a)是表示第二实施方式的直线运动转动轴的一个结构例的侧视图、俯视图和主视图。图6的(b)是表示该直线运动转动轴的一个结构例的侧断面图、俯视图和主视图。

图7的(a)和图7的(b)是表示第二实施方式的轴连接部和直线运动转动轴的主视图和侧断面图。

附图标记说明

A 轴转动直线电机

1 直线电机

5 直线运动轴(直线电机轴)

7 线性编码器

21 直线运动传递部(轴连接部)

23 凹部

25 第三通道

31 直线运动转动轴(滚珠花键轴)

31a 第一通道

31b 第二通道

32 滚珠承载槽部

41 转动电机

43 转动轴(转动电机轴)

51 固定构件

61 转动传递部

63 空间部

65 滚珠花键轴套

68 收容部

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明实施方式的轴转动直线电机进行详细说明。

(第一实施方式)

图1至图3是表示本发明第一实施方式的轴转动直线电机的一个结构例的图。图1是本实施方式的轴转动直线电机的侧视图和主视图，包含侧面的要部的侧断面图。此外，图1的(a)和图1的(b)表示直线运动转动轴利用直线运动而位移的状态。图2是表示图1所示的直线运动传递部(轴连接部)的一个结构例的主视图和侧断面图。图3是表示转动传递部的一个结构例的侧断面图和主视图。

如图1至图3所示，本实施方式的轴转动直线电机A具有：直线电机1、转动电机41、转动传递部61和直线运动传递部21。直线电机1使作为第一轴的直线运动轴(直线电机轴)5直线运动。转动电机41使作为第二轴的中空转动轴(转动电机轴)43转动。转动传递部61使作为第三轴的中空直线运动转动轴(滚珠花键轴)31转动运动。为了使直线运动转动轴(滚珠花键轴)31直线运动，直线运动传递部21与作为第一轴的直线运动轴5连接。此外，在轴转动直线电机A上设置有固定构件51。固定构件51将直线电机1、转动电机41和转动传递部61相互固定并使其一体化。

另外，作为直线电机1能够使用公知的结构。直线电机1能够使用例如专利文献1所示的直线电机。此外，转动电机41也能够使用普通的结构。因此，在本说明书中，省略了直线电机和转动电机的详细的结构说明。

直线电机1能够使用公知的直线电机。在该直线电机中，例如直线运动轴(直线电机轴)5利用从未图示的磁铁产生的磁场和流过绕组的电流，相对于电枢进行相对直线运动。直线电机1中设置有箱体3、直线运动轴5和具有线性编码器7的基板部8。布线11从线性编码器7伸出。通过该布线11向线性编码器头部提供电源来输出信号。在基板部8上粘贴有线性标度。直线运动轴5在与线性编码器7侧的相反侧通过直线运动传递部21与作为第三轴的直线运动转动轴31连接。在此，直线运动轴5和直线运动转动轴31相互平行配置。

在直线运动传递部21上设置有用于连接直线运动轴5的贯通孔21b、以及供直线运动转动轴31贯通的贯通孔21a。此外，在直线运动传递部21内形成有用于设置滚珠轴承机构33的空间21c。直线运动轴5通过贯通孔21b并利用螺栓15固定在直线运动传递部21上。因此，直线电机1的直线运动轴5的直线运动向直线运动转动轴31传递。此外，直线运动转动轴31利用滚珠轴承机构33能够在直线运动传递部21内的贯通孔21a内转动运动。

转动电机41使作为第二轴的中空转动轴43转动。转动轴43的直线运动传递部21侧的端部45，在固定用的贯通孔67内固定于转动传递部61。贯通孔67设置在具有图3所示的结构的筒状转动传递部61的一端。因此，转动轴43的转动运动向转动传递部61传递。

直线电机1和转动电机41以直线运动轴5与转动轴43相互平行的方式配置，并且利用固定构件51将直线电机1和转动电机41固定成不会沿直线运动方向相对移动。固定构件51例如将转动电机41固定在从直线电机1的输出侧端面向行程方向的反输出侧偏移的位置上。并且，直线电机1和转动电机41一同驱动直线运动转动轴31。另外，固定构件51利用螺栓53固定在直线电机1上。优选转动轴43、转动传递部61和直线运动转动轴31分别同轴。

转动传递部61例如是筒状构件。转动传递部61在其内部具有容许直线运动转动轴31的直线运动的开口。此外，在转动传递部61内空间部63形成为沿轴向延伸。空间部63是如下空间：用于确保直线运动转动轴31直线运动的空间。此外，在转动传递部61内形成有收容部68。收容部68在该直线运动传递部21侧的端部形成有开口。此外，在收容部68内(内表面侧)形成有滚珠花键轴套65。

如果使用公知的滚珠花键轴套，则滚珠在设置在轴上的槽内滚动。由此，容许负荷比直线轴套大，能够进行直线运动并能够进行转矩(作用于传递动力的转动轴的力的力矩)传递。更具体地说，直线运动转动轴31例如是具有图1所示的滚珠承载槽部32的滚珠花键轴。滚珠花键轴套65的滚珠沿该滚珠承载槽部32滚动。由此，直线运动转动轴31顺畅地进行直线动作。滚珠花键轴套65支承在固定于转动传递部61的转动轴承上。因此，通过利用转动电机41来驱动滚珠花键轴套65，能够使直线运动转动轴31与滚珠花键轴套65一起进行转动动作。在图6的侧视图中更明确地表示了滚珠承载槽部32。

由此，滚珠花键轴套65收容直线运动转动轴31，并且向直线运动转动轴31传递转动传递部61的转动运动。此外，滚珠花键轴套65容许与直线运动轴5的直线运动联动而直线运动的直线运动转动轴31的直线运动。即，如图1的(b)所示，即使在直线运动转动轴31直线运动的情况下，空间部63也能够收容直线运动转动轴31。因此，不会妨碍直线运动转动轴31的直线运动。此外，通过调整空间部63的轴向长度，能够调整直线运动转动轴31的直线运动范围。

此外，通过利用中空直线运动转动轴31和中空转动轴43，能够形成如涂黑的箭头所示的空气通道。该空气通道能够用于在直线运动转动轴31的端部上吸附并保持电子元件等。

如上所述，转动传递部61具有以下的结构和功能。

1)转动传递部61将第二轴(转动轴43)的转动运动向第三轴(直线运动转动轴31)传递。

2)转动传递部61不将第三轴的直线运动向第二轴传递。

3)转动传递部61是具有容许第三轴的直线运动的空间的筒状构件。

如上所述，本实施方式的轴转动直线电机A能够由具有上述特征的转动传递部61、现有的直线电机1和现有的转动电机41构成。此外，仅直线运动转动轴31进行直线运动和转动动作。因此，具有能够减小直线电机1的负载和转动电机41的负载的优点。另外，在转动轴43的反输出侧设置有未图示的为了进行吸附而吸入空气的元件，例如管道(管)类。虽然这些元件与转动轴43一起转动但不进行直线运动。因此，能够使包含这些元件等的吸附机构等的结构简单(抑制这些结构变得复杂)。

(第二实施方式)

图4至图6是表示本发明第二实施方式的轴转动直线电机的一个结构例的图，是与第一实施方式的图1至图3对应的图。图4是本实施方式的轴转动直线电机的侧视图和主视图，包含侧面的要部的侧断面图。此外，图4表示第二轴直线运动的状态。图5是表示图4的直线运动传递部21的一个结构例的主视图、俯视图和侧断面图。图6的(a)是表示直线运动转动轴31的一个结构例的侧视图、俯视图和主视图。图6的(b)是表示直线运动转动轴31的一个结构例的侧断面图、俯视图和主视图。图7的(a)和图7的(b)是表示轴连接部和直线运动转动轴的断面图。

由于本实施方式的轴转动直线电机A的基本动作和结构与第一实施方式相同，所以省略了其详细说明。本实施方式的轴转动直线电机A与第一实施方式的相同点在于具有包括滚珠花键轴套65的转动传递部61。在图6所示的直线运动转动轴31的两个侧面上设置有在图1中也表示过的滚珠承载槽部32。

本实施方式的特征在于转动轴43为实心，直线运动转动轴31为半中空。如图4至图7所示，在半中空的直线运动转动轴31内形成有作为空气通道的第一通道31a。该第一通道31a从直线运动转动轴31的直线运动传递部21侧即轴向的与转动电机41相反侧的端部到位于轴向的某规定的位置、或越过该规定的位置沿轴向延伸。在直线运动转动轴31内形成有一个第二通道31b(通孔)。第二通道31b从直线运动转动轴31的形成有第一通道31a的位置向轴的径向的外方延伸并与第一通道31a连通。在直线运动传递部21内形成有第三通道25。第三通道25与第二通道31b连通并到达直线运动传递部21的外周面。

在直线运动传递部21的供直线运动转动轴31贯通的贯通孔21a的内周面中的通向第三通道25的轴向位置上形成有凹部23。凹部23可以沿贯通孔21a的内表面在周向上连续设置，也可以断续设置。通过形成有凹部23，直线运动转动轴31插入贯通孔21a时，在直线运动转动轴31的外周形成例如环状的空间。因此，即使直线运动转动轴31转动时，也连续形成图7的(a)和图7的(b)中箭头所示的空气通道。

图7的(a)是表示直线运动转动轴31转动且第二通道31b成为垂直的状态的断面图和主视图。图7的(b)是表示直线运动转动轴31转动且第二通道31b成为水平的状态的断面图和主视图。在图7的(a)所示的状态下，第二通道31b与第三通道25连通。因此，这种状态是如箭头所示空气最容易流动的状态。在图7的(b)所示的状态下，第二通道31b成为水平。因此，这种状态是空气最不容易流动的状态。但是，通过预先形成有凹部23，即使在图7的(b)所示的状态下，也能够形成第二通道31b和第三通道25之间的空气通道。

另外，由于直线运动转动轴31转动，所以也存在图7的(a)和图7的(b)之间的状态。即使在这种状态下，通过预先形成有凹部23也能够确保第二通道31b和第三通道25之间的空气通道。因此，即使直线运动转动轴31转动，空气也通过凹部23从第三通道25排出。即，能够形成如图4涂黑的箭头所示的连通的空气通道。利用这种结构，即使转动轴43为实心，也能够进行从第三通道25的开口的吸气。因此，能够在直线运动转动轴31的直线运动传递部21侧的端部吸附芯片元件。此外，如果利用上述结构，则未图示的用于吸入空气的元件例如管道(管)类不需要转动，仅受到与直线运动轴5一起进行的直线运动动作的影响。因此，由于管道类等不需要转动，所以能够简单地提供芯片吸附空气。

由此，按照本实施方式，能够简单地形成吸附电子元件的空气通道。

(总结)

如上所述，按照本发明实施方式的轴转动直线电机A，能够得到如下效果。

1)利用直线电机1和转动电机41来驱动直线运动转动轴31。由此，两个电机的负载变小且不需要进行驱动源电机的新的设计和开发。

2)仅直线运动转动轴31的直线前进和转动机构进行直线前进和转动。因此，驱动电机(直线电机1和转动电机41)的负载变小，从而能够实现高速的直线前进和转动。

3)直线运动驱动转动轴(直线运动转动轴31)具有中空或半中空结构。由此，能够简单地形成吸附电子元件的空气通道。

4)能够不改变普通电机(直线电机、转动电机)而直接使用。因此，能够降低制造成本。

在上述实施方式中，附图中图示的结构等并不限定于此，而能够在发挥本发明效果的范围内进行适当变更。只要在不脱离本发明目的的范围内能够进行适当变更来实施这些结构。此外，本发明的各结构要素能够任意取舍选择，具有取舍选择的结构的发明也包含在本发明中。

工业实用性

本发明能够应用于轴转动直线电机。

Claims (4)

1.一种轴转动直线电机，其特征在于具有：

具有直线运动轴的直线电机；

具有转动轴的转动电机；

直线运动转动轴，与所述直线运动轴平行且与所述转动轴同轴配置；

直线运动传递部，将所述直线运动轴的直线运动向所述直线运动转动轴传递；以及

转动传递部，将所述转动轴的转动运动向所述直线运动转动轴传递，

所述转动传递部的一端固定在所述转动轴上，另一端与所述直线运动转动轴连接，

所述转动传递部是设置有空间部的筒状构件，

所述空间部沿所述直线运动转动轴的轴向形成，在所述直线运动转动轴侧具有开口，能够收容所述直线运动转动轴，

所述直线运动转动轴和所述转动轴为中空的，

由所述直线运动转动轴、所述空间部和所述转动轴形成空气通道，

在所述转动轴的反输出侧设置有用于吸入空气的元件。

2.根据权利要求1所述的轴转动直线电机，其特征在于，

所述直线运动转动轴是滚珠花键轴，

所述转动传递部是滚珠花键轴套。

3.根据权利要求1或2所述的轴转动直线电机，其特征在于，还具有固定所述直线电机和所述转动电机的固定构件。

4.根据权利要求1或2所述的轴转动直线电机，其特征在于，

所述直线运动传递部具有用于连接所述直线运动轴的贯通孔和用于插入所述直线运动转动轴的贯通孔。

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