KR20180125539A

KR20180125539A - 액추에이터

Info

Publication number: KR20180125539A
Application number: KR1020187030103A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 시노히라; 아츠시 야나가와; 유지 나가이
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-11-23
Also published as: WO2017170539A1; JP6591333B2; TW201734321A; KR102287002B1; TWI634269B; JP2017180556A

Abstract

기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 액추에이터로서, 기체가 내부에 공급되는 실린더와, 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤과, 실린더 내에 형성되는 기체실을 구비하고, 기체실은, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실과, 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 피스톤을 왕복이동시키는 제2 기체실 및 제3 기체실을 갖고, 피스톤 내에는, 피스톤의 선단부와 제1 기체실을 연통하는 연통유로가 형성되어 있다.

Description

액추에이터

본 발명은 액추에이터에 관한 것이다.

종래, 예를 들면 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 정밀위치결정장치 등에 이용되는 액추에이터로서, 기체실 및 피스톤을 갖는 실린더를 구비하고, 기체실에 기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 기체압 액추에이터가 알려져 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-144196호

상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 종래의 액추에이터를 이용하여 반도체칩 등을 흡착시킬 때에는, 피스톤의 선단부에 흡착기구를 별도로 마련할 필요가 있다. 예를 들면, 반도체칩의 본딩 시, 반도체칩을 흡착시키기 위해서는, 피스톤의 선단부에 반도체칩의 압압하는 기구와는 별도로 반도체칩의 흡착기구를 설치할 필요가 있다. 따라서, 종래의 액추에이터에서는, 반도체칩 등의 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현하는 것이 곤란하다.

따라서 본 발명은 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있는 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 관한 액추에이터는, 기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 액추에이터로서, 기체가 내부에 공급되는 실린더와, 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤과, 실린더 내에 형성되는 기체실을 구비하고, 기체실은, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실과, 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 피스톤을 왕복이동시키는 제2 기체실 및 제3 기체실을 갖고, 피스톤 내에는, 피스톤의 선단부와 제1 기체실을 연통하는 연통유로가 형성되어 있다.

또, 액추에이터는, 기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 액추에이터로서, 기체가 내부에 공급되는 실린더와, 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤과, 실린더 내에 형성되는 기체실과, 실린더 내에 공급된 기체를 대기로 개방하는 대기개방부를 구비하고, 기체실은, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실과, 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 피스톤을 왕복이동시키는 제2 기체실을 갖고, 피스톤 내에는, 피스톤의 선단부와 제1 기체실을 연통하는 연통유로가 형성되어 있으며, 대기개방부는, 제1 기체실과 제2 기체실의 사이에 연통되도록 형성되어 있다.

액추에이터에서는, 피스톤 내에 형성된 연통유로에 의하여, 피스톤의 선단부와, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실이 연통되어 있다. 따라서, 제1 기체실이 진공으로 유지되면, 당해 제1 기체실에 연통된 피스톤 내의 연통유로가 진공흡인되어, 피스톤의 선단부에 부압이 발생한다. 그 결과, 피스톤의 선단부에서 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 이상과 같이, 이 액추에이터에서는, 피스톤 내에 형성된 연통유로에 의하여, 피스톤의 선단부에 흡착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 따라서, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있다.

또, 액추에이터는, 제1 기체실과 제2 기체실의 사이, 및 제1 기체실과 제3 기체실의 사이 중 적어도 일방에 연통되도록 형성되어 있고, 실린더 내에 공급된 기체를 대기로 개방하는 대기개방부를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 실린더 내에 공급된 기체가, 대기개방부에 의하여, 제1 기체실과 제2 기체실의 사이, 및 제1 기체실과 제2 기체실의 사이 중 적어도 일방으로부터 대기로 개방된다. 이로써, 제2 기체실 및 제3 기체실 중 적어도 일방측으로부터 제1 기체실측으로의 기체의 누출을 억제하여, 제1 기체실에 있어서의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

또, 액추에이터에 있어서, 기체실은 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 피스톤을 왕복이동시키는 제3 기체실을 더 갖고, 대기개방부는, 제1 기체실과 제3 기체실의 사이에도 연통되도록 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 실린더 내에 공급된 기체가, 대기개방부에 의하여, 제1 기체실과 제3 기체실의 사이로부터 대기로 개방된다. 이로써, 제2 기체실측으로부터 제1 기체실측으로의 기체의 누출을 억제하여, 제1 기체실에 있어서의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

또, 대기개방부는, 피스톤 내에 형성된 대기개방유로여도 된다. 이 경우, 대기개방부가, 피스톤 내에 형성된 대기개방유로로서 구성되어 있기 때문에, 피스톤과 실린더의 배치관계에 상관없이 기체를 대기개방할 수 있어, 보다 콤팩트한 구성을 실현하는 것이 가능해진다.

또, 제1 기체실은, 정압으로도 유지 가능해도 된다. 이 경우, 제1 기체실이 정압으로 유지되면, 당해 제1 기체실에 연통된 피스톤 내의 연통유로에 기체가 송출되어, 피스톤의 선단부에 정압이 발생한다. 그 결과, 피스톤의 선단부에서 피흡착부품의 탈착을 행할 수 있다. 이상과 같이, 이 경우, 피스톤 내에 형성된 연통유로에 의하여, 피스톤의 선단부에 탈착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 탈착을 행할 수 있다. 따라서, 콤팩트한 구성으로 피흡착부품의 탈착도 실현할 수 있다.

또, 피스톤의 선단부에는, 필터가 마련되어 있어도 된다. 이 경우, 피스톤의 선단부에서 피흡착부품의 흡착을 행할 때에, 피스톤의 선단부로부터 이물이 혼입되는 것을 필터에 의하여 방지할 수 있다. 그 결과, 이물혼입에 의한 액추에이터의 고장을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있는 액추에이터가 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 액추에이터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 액추에이터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 액추에이터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 관한 액추에이터를 나타내는 개략 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 관한 액추에이터의 실시형태에 대하여 설명한다. 다만, 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 요소에는 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 생략한다.

(제1 실시형태)

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 액추에이터를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)은, 위치결정제어 및 하중제어 등을 행하는 구동기구로서, 예를 들면 반도체제조의 후공정에 이용되는 다이본더, 웨브반송장치에 있어서의 롤의 장력제어 등에 이용된다. 액추에이터(10)은, 기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 기체압 액추에이터이다. 다만, 기체는, 예를 들면 압축공기여도 되고, 그 외의 다양한 기체여도 된다. 또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)은, 예를 들면 반도체칩, 웨이퍼, 액정용 유리판 등의 피흡착부품을 흡착시키기 위하여 이용된다.

액추에이터(10)은, 기체가 내부에 공급되는 실린더(11)과, 실린더(11) 내를 왕복이동하는 피스톤(12)와, 실린더(11) 내에 형성되는 기체실인 제어압실(20A), 정압실(20B), 및 진공제어실(20C)를 구비하고 있다. 다만, 상세는 후술하지만, 진공제어실(20C)는, 제어압실(20A)와 정압실(20B)의 사이에 위치하고 있다. 이하, 정압실(20B)측으로부터 제어압실(20A)측으로 향하는 방향을 "퇴행방향"이라고도 하고, 제어압실(20A)측으로부터 정압실(20B)측으로 향하는 방향을 "진행방향"이라고도 한다.

실린더(11)은, 대략 원통 또는 다각형의 통형상으로서, 그 내부에 피스톤(12)를 수용하고 있다. 실린더(11)에는, 내벽면(11a)로부터 외벽면(11b)까지를 관통하는 개구구멍(11c)가 형성되어 있다. 개구구멍(11c)는, 실린더(11) 내의 진공제어실(20C)(상세는 후술함)에 대응하여 위치하고 있고, 진공제어실(20C)와 연통되어 있다. 개구구멍(11c)는, 전환부(22)를 통하여 진공발생부(41) 및 기체공급부(42)와 접속되어 있다. 진공발생부(41)은, 진공제어실(20C)를 감압함으로써 진공제어실(20C)를 진공으로 유지하기 위한 진공유지부이다. 진공발생부(41)로서는, 예를 들면 진공펌프 또는 에어이젝터 등이 이용된다. 기체공급부(42)는, 진공제어실(20C)에 기체를 공급함으로써 진공제어실(20C)를 정압으로 유지하는 정압유지부이다.

전환부(22)는, 개구구멍(11c)와 진공발생부(41)의 접속, 및 개구구멍(11c)와 기체공급부(42)의 접속을 전환한다. 전환부(22)는, 예를 들면 삼방향밸브이다. 다만, 전환부(22)는, 도시하지 않은 제어부에 의하여 그 전환이 제어되어도 되고, 수동으로 전환되어도 된다.

피스톤(12)는, 피스톤본체부(13)과, 피스톤본체부(13)의 양단측에 형성된 헤드부(14, 15)와, 헤드부(15)에 접속된 로드부(16)과, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)에 형성된 구획부(17, 18)을 갖고 있다. 헤드부(14) 및 구획부(17)은 퇴행방향측에 위치하고 있고, 헤드부(15) 및 구획부(18)은 진행방향측에 위치하고 있다. 또, 로드부(16)은, 진행방향측으로 돌출되어 있다. 이하, 피스톤본체부(13), 헤드부(14, 15), 로드부(16), 및 구획부(17, 18)에 대하여 상세하게 설명한다.

피스톤본체부(13)은, 대략 원기둥 또는 다각형의 통형상으로서, 실린더(11)의 축방향을 따라 뻗어 있다. 피스톤본체부(13)은, 실린더(11) 내에 진퇴 가능하게 수용되어 있다. 헤드부(14, 15)는, 피스톤본체부(13)의 외경이 확대된 확경부이다. 헤드부(14, 15)는, 대략 원판형상으로서, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)보다 외측으로 돌출되어 있다. 헤드부(14)는, 피스톤본체부(13)에 있어서의 퇴행방향측의 단부에 위치하고, 헤드부(15)는, 피스톤본체부(13)에 있어서의 진행방향측의 단부에 위치하고 있다.

로드부(16)은, 헤드부(15)의 단부면(15f)(피스톤본체부(13)과는 반대측의 단부면)에 접속되어 있다. 로드부(16)은, 헤드부(15)의 단부면(15f)로부터 진행방향으로 뻗어 있다. 로드부(16)은, 실린더(11)을 관통하여, 실린더(11)의 외부로 돌출되어 있다. 로드부(16)은, 대략 원기둥형상으로서, 피스톤본체부(13)보다 약간 작은 외경을 갖고 있다. 로드부(16)의 선단부(16f)는, 실린더(11)의 외부로 노출되어 있고, 후술하는 피흡착부품의 흡착을 행하는 피스톤(12)의 선단부(12f)를 구성하고 있다. 로드부(16)의 선단부(16f)에는, 캡부(19)가 마련되어 있다.

캡부(19)는, 소직경 및 대직경을 갖는 원통부재로서, 단면이 대략 T자형상을 이루고 있다. 캡부(19)에는, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)(상세는 후술함)과 연통된 관통구멍(19a)가 형성되어 있다. 캡부(19)의 관통구멍(19a) 내에는, 필터(27)이 배치되어 있다. 즉, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 필터(27)이 마련되어 있다.

필터(27)은, 피스톤(12)의 선단부(12f)에서 피흡착부품의 흡착을 행할 때에, 피스톤(12)의 선단부(12f)로부터 이물이 혼입되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 필터(27)은, 대기 중의 이물을 포착하고, 피스톤(12)의 선단부(12f)로부터 연통유로(23) 내에 이물이 혼입되는 것을 억제하며, 나아가서는 연통유로(23)을 통과하여 실린더(11) 내에 이물이 혼입되지 않도록 하고 있다. 필터(27)은, 예를 들면 이물보다 작은 관통구멍이 형성된 대략 원기둥형상의 부재이며, 관통구멍(19a) 내에 수용되어 있다.

구획부(17, 18)은, 헤드부(14)와 헤드부(15)의 사이에 형성되어 있다. 구획부(17, 18)은, 피스톤본체부(13)의 외경이 확대된 확경부이다. 구획부(17, 18)은, 대략 원판형상으로서, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)보다 돌출되어 있다. 피스톤(12)의 축방향에서, 구획부(17, 18)의 폭은, 헤드부(14, 15)의 폭보다 작다.

구획부(17)은, 피스톤본체부(13)에 있어서의 퇴행방향측에 위치하고 있다. 구체적으로, 구획부(17)은, 구획부(18)보다 헤드부(14)측에 위치하고, 헤드부(14)와 소정의 간격을 가지고 위치하고 있다. 이로써, 피스톤본체부(13)은, 구획부(17)과 헤드부(14)에 끼워진 부분을 갖는다. 구획부(17) 및 헤드부(14)의 외경이 피스톤본체부(13)의 외경보다 크기 때문에, 당해 끼워진 부분은, 구획부(17) 및 헤드부(14)보다 내측으로 파여 있다. 즉, 피스톤(12)에 있어서의 구획부(17)과 헤드부(14)의 사이에는, 홈부(12a)가 형성되어 있다.

구획부(18)은, 피스톤본체부(13)에 있어서의 진행방향측에 위치하고 있다. 구체적으로, 구획부(18)은, 구획부(17)보다 헤드부(15)측에 위치하고, 헤드부(15)와 소정의 간격을 가지고 위치하고 있다. 이로써, 피스톤본체부(13)은, 구획부(18)과 헤드부(15)에 끼워진 부분을 갖는다. 구획부(18) 및 헤드부(15)의 외경이 피스톤본체부(13)의 외경보다 크기 때문에, 당해 끼워진 부분은, 구획부(18) 및 헤드부(15)보다 내측으로 파여 있다. 즉, 피스톤(12)에 있어서의 구획부(18)과 헤드부(15)의 사이에는, 홈부(12b)가 형성되어 있다.

실린더(11)의 내벽면(11a)와 피스톤(12)의 사이에는, 예를 들면 도시하지 않은 정압베어링(에어베어링)이 마련되어 있다. 공급원(후술하는 기체공급부(40))으로부터의 기체가 정압베어링에 공급됨으로써, 실린더(11)의 내벽면(11a)와 피스톤(12)의 간극에는 기체의 층이 형성된다.

본 실시형태에서는, 피스톤(12)의 헤드부(14)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이, 및 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 정압베어링이 마련되어 있다. 따라서, 피스톤(12)의 헤드부(14)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에는, 제어압실(20A)(상세는 후술함)로부터의 기체가 화살표(A1)방향으로 흐른다. 즉, 피스톤(12)의 헤드부(14)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에, 기체의 층이 형성되어 있다. 또, 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에는, 정압실(20B)(상세는 후술함)로부터의 기체가 화살표(A2)방향으로 흐른다. 즉, 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에, 기체의 층이 형성되어 있다. 이로써, 피스톤(12)는, 실린더(11)의 내벽면(11a)에 대하여 비접촉상태로 되어 있다.

피스톤(12)는, 실린더(11)의 내벽면(11a)에 대하여 비접촉으로 된 상태에서, 진행이동 및 퇴행이동을 반복한다. 진행이동이란, 진행방향(제어압실(20A)측으로부터 정압실(20B)측으로 향하는 방향)의 이동(이하, 간단히 "진행이동"이라고도 함)이다. 퇴행이동이란, 퇴행방향(정압실(20B)측으로부터 제어압실(20A)측으로 향하는 방향)의 이동(이하, 간단히 "퇴행이동"이라고도 함)이다.

피스톤(12) 내에는, 피스톤(12)의 선단부(12f)와 진공제어실(20C)를 연통하는 연통유로(23)이 형성되어 있다. 연통유로(23)의 일단부는, 피스톤(12)의 선단부(12f)를 관통하여 대기와 연통되어 있다. 연통유로(23)의 타단부는, 구획부(17)과 구획부(18)의 사이에 있어서의 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)를 관통하여 진공제어실(20C)와 연통되어 있다. 연통유로(23)은, 대략 L자형상으로 뻗어 있다.

구체적으로, 연통유로(23)은, 대기연통부(23a)와, 대기연통부(23a)와 연통된 진공연통부(23b)를 갖고 있다. 대기연통부(23a)는, 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 대략 중심의 위치에서, 피스톤본체부(13)의 축방향을 따라 뻗어 있다. 대기연통부(23a)는, 피스톤본체부(13)에 있어서의 구획부(17)과 구획부(18)의 사이(즉, 후술하는 진공제어실(20C)에 대응하는 위치)로부터 피스톤(12)의 선단부(12f)를 관통할 때까지 뻗어 있고, 대기와 연통되어 있다.

진공연통부(23b)는, 대기연통부(23a)에 있어서의 대기와 연통된 측과는 반대측의 단부로부터 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 굴곡되어 있다. 진공연통부(23b)는, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)를 관통할 때까지 피스톤본체부(13)의 직경방향을 따라 뻗어 있고, 진공제어실(20C)와 연통되어 있다.

또, 피스톤(12) 내에는, 대기개방유로(24)가 형성되어 있다. 대기개방유로(24)는, 실린더(11) 내에 공급된 기체를 대기로 개방하는 대기개방부이다. 대기개방유로(24)의 상세는 후술한다.

다음으로, 제어압실(20A), 정압실(20B), 및 진공제어실(20C)에 대하여 상세하게 설명한다.

제어압실(20A)(제2 기체실) 및 정압실(20B)(제3 기체실)는, 공급원인 기체공급부(40)으로부터 기체가 공급되며, 그 기체의 공급에 따라 피스톤(12)를 왕복이동시킨다. 즉, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)로의 기체의 공급에 따라 제어압실(20A) 내의 압력과 정압실(20B) 내의 압력의 차가 발생하고, 이 차에 따라 피스톤(12)의 진행이동 및 퇴행이동이 행해진다.

제어압실(20A)는, 헤드부(14)와 실린더(11)의 사이에 형성되어 있다. 제어압실(20A)는, 헤드부(14)의 단부면(14f)(피스톤본체부(13)과는 반대측의 단부면)와 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되어 있다. 제어압실(20A)는, 기체공급부(40)으로부터의 기체가 제어된 공급량으로 공급된다.

구체적으로, 제어압실(20A)는, 기체공급부(40)과 제어유로(31)에 의하여 접속되어 있다. 기체공급부(40)은, 예를 들면 도시하지 않은 레귤레이터 등을 통하여 일정압으로 조절한 상태에서 기체를 공급한다. 제어유로(31)에는, 서보밸브(30)이 마련되어 있다. 서보밸브(30)은, 제어압실(20A)에 공급되는 기체의 공급량을 제어한다. 서보밸브(30)은, 서보밸브(30)에 입력된 전기신호에 따라, 이 기체의 공급량을 고정밀도 및 고응답으로 제어함과 함께, 제어된 공급량으로, 기체를 제어압실(20A)에 공급한다.

서보밸브(30)은, 예를 들면 제어압실(20A) 및 정압실(20B)에 각각 마련된 압력센서(도시하지 않음)에 의하여 검출된 제어압실(20A) 및 정압실(20B) 내의 각 압력을 나타내는 신호가 입력되면, 당해 신호가 나타내는 제어압실(20A) 및 정압실(20B) 내의 각 압력이 적절한 상태가 되도록, 기체공급부(40)으로부터의 기체의 공급량을 제어한다. 여기에서, 적절한 상태란, 예를 들면 제어압실(20A) 내의 압력과 정압실(20B) 내의 압력의 차로서 출력되는 액추에이터(10)의 추력이 원하는 크기가 되는 상태이다. 서보밸브(30)은, 예를 들면 미리 설정된 유량 특성(예를 들면, 원하는 크기의 추력을 발생시키기 위하여 필요한 제어압실(20A) 내의 압력에 대응한 공급량)에 근거하여, 기체의 공급량을 제어해도 된다.

서보밸브(30)은, 기체공급부(40)으로부터 기체가 공급되는 공급포트(Ps)와, 제어된 공급량으로 기체를 제어압실(20A)에 공급하는 제어포트(Pc)와, 기체를 대기 중에 배기하는 배기포트(Ex)를 갖고 있다. 서보밸브(30)은, 공급포트(Ps), 제어포트(Pc), 및 배기포트(Ex)의 삼방향으로 기체의 출입구를 갖는 삼방향밸브이다.

다만, 서보밸브(30)으로서는, 예를 들면 스풀형 또는 노즐플래퍼형의 서보밸브를 이용해도 된다. 서보밸브(30)으로서 예를 들면 스풀형의 서보밸브를 이용한 경우에는, 대용량으로 기체를 흘려 보낼 수 있다. 또, 서보밸브(30)으로서 예를 들면 노즐플래퍼형의 서보밸브를 이용한 경우에는, 응답성을 빠르게 할 수 있다.

정압실(20B)(제3 기체실)는, 헤드부(15)와 실린더(11)의 사이에 형성되어 있다. 정압실(20B)는, 헤드부(15)의 단부면(15f)와 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되어 있다. 정압실(20B)는, 기체공급부(40)으로부터의 기체가 일정압으로 공급된다.

구체적으로, 정압실(20B)는, 제어유로(31)에 있어서의 서보밸브(30)보다 상류측의 위치에, 정압유로(32)에 의하여 접속되어 있다. 이로써, 기체공급부(40)으로부터의 기체가, 서보밸브(30)을 통하지 않고, 일정압의 상태에서 정압실(20B)에 공급된다.

진공제어실(20C)(제1 기체실)는, 구획부(17), 구획부(18), 및 실린더(11)의 사이에 형성되어 있다. 즉, 진공제어실(20C)는, 제어압실(20A)와 정압실(20B)의 사이에 위치하고 있다. 진공제어실(20C)는, 구획부(17)의 단부면(17e)(헤드부(14)와는 반대측의 단부면), 구획부(18)의 단부면(18e)(헤드부(15)와는 반대측의 단부면), 및 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되어 있다. 진공제어실(20C)는, 진공으로 유지 가능해져 있다.

구체적으로는, 전환부(22)의 전환에 의하여 개구구멍(11c)와 진공발생부(41)이 접속됨으로써, 실린더(11)의 개구구멍(11c)를 통하여, 진공발생부(41)에 의하여 진공제어실(20C) 내의 기체가 흡인된다. 이로써, 진공제어실(20C)가 진공으로 유지된다. 다만, 진공이란, 압력이 0의 절대진공에 한정되지 않고, 예를 들면 대기압보다 압력이 낮은 부압상태도 포함된다.

진공제어실(20C)가 진공으로 유지되면, 당해 진공제어실(20C)에 연통된 피스톤(12) 내의 연통유로(23)이 진공흡인되어, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 부압이 발생한다. 여기에서, 부압이란, 대기압보다 낮은 압력을 말한다. 이로써, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 마련된 캡부(19)의 관통구멍(19a) 내에 화살표(L1)의 방향으로 대기가 흡인된다. 그 결과, 캡부(19)의 선단면(19f)에 피흡착부품이 흡착된다. 즉, 캡부(19)를 통하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 피흡착부품이 흡착된다.

또, 진공제어실(20C)는, 정압으로도 유지 가능해져 있다. 정압이란, 대기압보다 높은 압력이다. 구체적으로는, 전환부(22)의 전환에 의하여 개구구멍(11c)와 기체공급부(42)가 접속됨으로써, 실린더(11)의 개구구멍(11c)를 통하여, 기체공급부(42)에 의하여 진공제어실(20C) 내에 기체가 공급된다. 이로써, 진공제어실(20C)가 진공이 아니게 되어, 정압으로 유지된다.

진공제어실(20C)가 정압으로 유지되면, 당해 진공제어실(20C)에 연통된 피스톤(12) 내의 연통유로(23)에 기체가 송출되어, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 정압이 발생한다. 여기에서, 정압이란, 대기압보다 높은 압을 말한다. 이로써, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 마련된 캡부(19)의 관통구멍(19a)로부터 화살표(L2)의 방향으로 기체가 분출된다. 그 결과, 캡부(19)의 선단면(19f)로부터 피흡착부품이 탈착된다. 즉, 캡부(19)의 관통구멍(19a)를 통하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에서 피흡착부품이 탈착된다.

다음으로, 피스톤(12) 내에 형성된 대기개방유로(24)에 대하여, 상세하게 설명한다.

대기개방유로(24)는, 실린더(11) 내에 공급된 기체 중, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A) 및 정압실(20B)의 사이에 존재하는 기체의 일부를 대기개방한다. 이로써, 대기개방유로(24)는, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출을 억제하여, 진공제어실(20C)를 제어압실(20A) 및 정압실(20B)에 대하여 충분히 독립적인 공간으로 하는 기능을 갖고 있다.

대기개방유로(24)는, 연통유로(23)과는 교차되지 않고 또한 연통되지 않도록 독립적으로 형성되어 있다. 대기개방유로(24)는, 연통유로(23)보다 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 외측의 위치에서, 피스톤본체부(13)의 축방향을 따라 뻗어 있다. 대기개방유로(24)의 일단부는, 피스톤(12)의 선단부(12f)를 관통하여 대기와 연통되어 있다. 또, 대기개방유로(24)는, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이, 및 진공제어실(20C)와 정압실(20B)의 사이의 양방에 연통되도록 형성되어 있다.

구체적으로, 대기개방유로(24)는, 대기연통부(24a)와, 대기연통부(24a)와 연통된 공간연통부(24b, 24c)를 갖고 있다. 대기연통부(24a)는, 연통유로(23)의 대기연통부(23a)와 대략 평행으로, 피스톤본체부(13)의 축방향을 따라 뻗어 있다. 대기연통부(24a)는, 피스톤(12)의 홈부(12a)에 대응하는 위치로부터 피스톤(12)의 선단부(12f)를 관통할 때까지 뻗어 있고, 대기와 연통되어 있다.

공간연통부(24b)는, 대기연통부(24a)에 있어서의 대기와 연통된 측과는 반대측의 단부로부터 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 굴곡되어 있다. 공간연통부(24b)는, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)를 관통할 때까지 피스톤본체부(13)의 직경방향을 따라 뻗어 있고, 홈부(12a)에 있어서의 구획부(17)과 헤드부(14)의 사이의 공간(즉, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이)에 연통되어 있다.

공간연통부(24c)는, 대기연통부(24a)에 있어서의 홈부(12b)에 대응하여 위치하는 도중부로부터 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 굴곡되어 있다. 공간연통부(24c)는, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)를 관통할 때까지 피스톤본체부(13)의 직경방향을 따라 뻗어 있고, 홈부(12b)에 있어서의 구획부(18)과 헤드부(15)의 사이의 공간(즉, 진공제어실(20C)와 정압실(20B)의 사이)에 연통되어 있다.

이와 같은 대기개방유로(24)가 형성되어 있음으로써, 피스톤(12)의 헤드부(14)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A1)방향(즉, 진행방향)으로 흐르는 기체는, 구획부(17)에 의하여 진공제어실(20C)로의 침입이 차단되면서, 홈부(12a)에 있어서의 공간연통부(24b)에 흘러든다. 그리고, 공간연통부(24b)에 흘러든 기체는, 공간연통부(24b)와 연통된 대기연통부(24a)를 통하여 대기로 개방된다. 이로써, 제어압실(20A)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출이 억제된다.

또, 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A2)방향(즉, 퇴행방향)으로 흐르는 기체는, 구획부(18)에 의하여 진공제어실(20C)로의 침입이 차단되면서, 홈부(12b)에 있어서의 공간연통부(24c)에 흘러든다. 그리고, 공간연통부(24c)에 흘러든 기체는, 공간연통부(24c)와 연통된 대기연통부(24a)를 통하여 대기로 개방된다. 이로써, 정압실(20B)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출이 억제된다.

따라서, 진공제어실(20C)를 진공으로 유지할 때에, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출에 의한 진공파괴를 억제할 수 있다. 즉, 진공제어실(20C)의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

이상, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)에 의하면, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)와, 진공으로 유지 가능한 진공제어실(20C)가 연통되어 있다. 따라서, 진공제어실(20C)가 진공으로 유지되면, 당해 진공제어실(20C)에 연통된 피스톤(12) 내의 연통유로(23)이 진공흡인되어, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 부압이 발생한다. 그 결과, 피스톤(12)의 선단부(12f)에서 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 이상과 같이, 이 액추에이터(10)에서는, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 흡착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 따라서, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)에 의하면, 실린더(11) 내에 공급된 기체가, 대기개방유로(24)에 의하여, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이, 및 진공제어실(20C)와 정압실의 사이로부터 대기로 개방된다. 이로써, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)의 양방측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출을 억제하여, 진공제어실(20C)에 있어서의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)에 의하면, 대기개방부가, 피스톤(12) 내에 형성된 대기개방유로(24)로서 구성되어 있기 때문에, 피스톤(12)와 실린더(11)의 배치관계에 상관없이 기체를 대기개방할 수 있어, 보다 콤팩트한 구성을 실현하는 것이 가능해진다.

예를 들면, 피스톤(12)의 축방향에 있어서, 헤드부(14, 15)에 있어서의 정압베어링의 위치(즉 실린더(11)의 내벽면(11a)와 피스톤(12)의 사이에 형성된 기체의 층의 위치)는, 피스톤(12)의 왕복이동에 의하여 이동한다. 본 실시형태에 의하면, 피스톤(12) 내에 대기개방부가 형성되어 있기 때문에, 피스톤(12)가 왕복이동해도, 정압베어링과 대기개방부는 간섭하지 않는다. 따라서, 대기개방부의 형성위치에 의하지 않고, 피스톤(12)의 왕복이동거리만을 근거로 하여 정압베어링용의 공간을 확보하면 되기 때문에, 보다 콤팩트한 구성을 실현하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)에 의하면, 진공제어실(20C)가 정압으로 유지되면, 당해 진공제어실(20C)에 연통된 피스톤(12) 내의 연통유로(23)에 기체가 송출되어, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 정압이 발생한다. 그 결과, 피스톤(12)의 선단부(12f)에서 피흡착부품의 탈착을 행할 수 있다. 이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 탈착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 탈착을 행할 수 있다. 따라서, 콤팩트한 구성으로 피흡착부품의 탈착도 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10)에 의하면, 피스톤(12)의 선단부(12f)에서 피흡착부품의 흡착을 행할 때에, 피스톤(12)의 선단부(12f)로부터 이물이 혼입되는 것을 필터(27)에 의하여 방지할 수 있다. 그 결과, 이물혼입에 의한 액추에이터(10)의 고장을 방지할 수 있다.

(제2 실시형태)

다음으로, 도 2를 참조하여, 제2 실시형태에 관한 액추에이터(10A)에 대하여 설명한다. 다만, 액추에이터(10A)는, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조를 구비하고 있다. 이로 인하여, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략하고, 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.

도 2는 제2 실시형태에 관한 액추에이터(10A)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10A)는, 피스톤(12)에 형성된 대기개방유로(24) 대신에, 실린더(11)에 형성된 대기개방부(26)을 구비하고 있는 점에서, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 상이하다. 대기개방부(26)은, 실린더(11) 내에 공급된 기체를 대기로 개방한다.

대기개방부(26)은, 실린더(11) 내에 공급된 기체 중, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)와 진공제어실(20C)의 사이에 존재하는 기체의 일부를 대기개방한다. 이로써, 대기개방부(26)은, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출을 억제하여, 진공제어실(20C)를 제어압실(20A) 및 정압실(20B)에 대하여 충분히 독립적인 공간으로 하는 기능을 갖고 있다.

대기개방부(26)은, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이, 및 진공제어실(20C)와 정압실(20B)의 사이의 양방에 연통되도록 형성되어 있다. 구체적으로, 대기개방부(26)은, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이에 형성된 제1 대기개방부(26a)와, 진공제어실(20C)와 정압실(20B)의 사이에 형성된 제2 대기개방부(26b)를 갖고 있다.

제1 대기개방부(26a)는, 실린더(11)에 있어서의 피스톤(12)의 홈부(12a)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 제1 대기개방부(26a)는, 실린더(11)의 내벽면(11a)로부터 외벽면(11b)까지를 관통하는 관통구멍이며, 대기와 연통되어 있다. 이로써, 피스톤(12)의 헤드부(14)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A1)방향(즉, 진행방향)으로 흐르는 기체는, 구획부(17)에 의하여 진공제어실(20C)로의 침입이 차단되면서, 홈부(12a)에 있어서의 제1 대기개방부(26a) 내에 흐른다. 그리고, 제1 대기개방부(26a)로부터 실린더(11)의 외측으로 대기개방된다.

제2 대기개방부(26b)는, 실린더(11)에 있어서의 피스톤(12)의 홈부(12b)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 제2 대기개방부(26b)는, 실린더(11)의 내벽면(11a)로부터 외벽면(11b)까지를 관통하는 관통구멍이며, 대기와 연통되어 있다. 이로써, 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A2)방향(즉, 퇴행방향)으로 흐르는 기체는, 구획부(18)에 의하여 진공제어실(20C)로의 침입이 차단되면서, 홈부(12b)에 있어서의 제2 대기개방부(26b) 내에 흐른다. 그리고, 제2 대기개방부(26b)로부터 실린더(11)의 외측으로 대기개방된다.

다만, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태에 비하여, 피스톤본체부(13)의 홈부(12a)에 있어서의 축방향길이, 즉 구획부(17)과 헤드부(14)의 사이의 거리가 길어져 있다. 또, 피스톤본체부(13)의 홈부(12b)에 있어서의 축방향길이, 즉 구획부(18)과 헤드부(15)의 사이의 거리가 길어져 있다. 즉, 피스톤(12)의 축방향으로 정압베어링과 대기개방부(26)이 떨어져 위치하고 있다. 이것은, 피스톤(12)가 왕복이동해도 정압베어링용의 공간과 대기개방부(26)이 간섭하지 않도록 하여, 정압베어링용의 공간을 충분히 확보하기 위해서이다.

이상, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10A)에 있어서도, 상기 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 같이, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 흡착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 따라서, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10A)에 의하면, 실린더(11) 내에 공급된 기체가, 대기개방부(26)에 의하여, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이, 및 진공제어실(20C)와 정압실의 사이로부터 대기로 개방된다. 이로써, 제어압실(20A) 및 정압실(20B)의 양방측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출을 억제하여, 진공제어실(20C)에 있어서의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

(제3 실시형태)

다음으로, 도 3을 참조하여, 제3 실시형태에 관한 액추에이터(10B)에 대하여 설명한다. 다만, 액추에이터(10B)는, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조를 구비하고 있다. 이로 인하여, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략하고, 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.

도 3은 제3 실시형태에 관한 액추에이터(10B)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10B)는, 정압실(20B)를 구비하지 않고, 정압실(20B)에 대응하는 공간에 탄성부재(50)이 마련되어 있는 점 등에서, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 상이하다.

액추에이터(10B)는, 제1 실시형태와 동일하게 제어압실(20A) 및 진공제어실(20C)를 구비하고 있는 한편, 제1 실시형태와는 달리 정압실(20B)를 구비하고 있지 않다. 즉, 피스톤(12)의 헤드부(15)측에 있어서는, 실린더(11) 내에 기체공급부(40)으로부터 기체가 공급되고 있지 않다. 이에 대응하여, 본 실시형태에서는, 피스톤(12)의 헤드부(15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 정압베어링이 마련되어 있지 않고, 헤드부(15)와 내벽면(11a)와 피스톤(12)의 사이에 공기의 층이 형성되어 있지 않다. 또, 피스톤(12)는, 구획부(18) 및 홈부(12b)를 갖고 있지 않다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10B)에서는, 정압실(20B)를 구비하고 있지 않기 때문에, 정압실(20B)로부터의 기체를 대기개방할 필요가 없다. 이로 인하여, 본 실시형태에 관한 대기개방유로(24)는, 공간연통부(24c)를 갖고 있지 않다. 즉, 본 실시형태에서는, 대기개방유로(24)는, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이를 연통되도록 형성되어 있는 한편, 진공제어실(20C)와 정압실(20B)의 사이에 연통되도록 형성되어 있지 않다.

탄성부재(50)은, 헤드부(15)와 실린더(11)의 사이에 마련되어 있다. 탄성부재(50)은, 헤드부(15)의 단부면(15f)와 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되는 공간에 배치되어 있다. 탄성부재(50)은, 예를 들면 코일스프링, 고무, 인공근육 등이다. 탄성부재(50)은, 기체공급부(40)으로부터 제어압실(20A)로의 기체의 공급에 따라, 피스톤(12)의 축방향으로 신축하여, 피스톤(12)를 왕복이동시킨다.

이상, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10B)에 있어서도, 상기 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 같이, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 흡착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 따라서, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10B)에 있어서도, 실린더(11) 내에 공급된 기체가, 대기개방유로(24)에 의하여, 진공제어실(20C)와 제어압실(20A)의 사이로부터 대기로 개방된다. 이로써, 제어압실(20A)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출을 억제하여, 진공제어실(20C)에 있어서의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

(제4 실시형태)

다음으로, 도 4를 참조하여, 제4 실시형태에 관한 액추에이터(10C)에 대하여 설명한다. 다만, 액추에이터(10C)는, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조를 구비하고 있다. 이로 인하여, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 동일한 요소나 구조에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략하고, 제1 실시형태와 다른 부분에 대하여 설명한다.

도 4는 제4 실시형태에 관한 액추에이터(10C)를 나타내는 개략 단면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10C)는, 피스톤(12)의 형상 및 정압베어링의 위치가 다른 점, 정압실(20B) 대신에 2개의 정압실(20D, 20E)를 갖고 있는 점, 및 피스톤(12) 내의 대기개방유로(24)의 구성이 다른 점에서, 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 상이하다.

본 실시형태에 있어서, 피스톤(12)의 축방향에서, 헤드부(14, 15)의 폭은, 제1 실시형태에 비하여 작아져 있고, 구획부(17, 18)의 폭과 대략 동일하게 되어 있다. 피스톤(12)는, 헤드부(15)의 단부면(15f)측으로부터 돌출되는 본체연장부(25)와, 본체연장부(25)에 형성된 헤드부(28, 29)를 갖고 있다. 본체연장부(25)는, 피스톤본체부(13)과 로드부(16)의 사이에 배치되어 있다. 본체연장부(25)는, 대략 원기둥형상으로서, 실린더(11)의 축방향을 따라 헤드부(15)의 단부면(15f)측으로부터 뻗어 있다. 본체연장부(25)는, 피스톤본체부(13)과 일체적으로 형성되어 있고, 피스톤본체부(13)의 외경과 대략 동일한 외경을 갖고 있다. 본체연장부(25)는, 헤드부(29)의 단부면(29f)(피스톤본체부(13)과는 반대측의 단부면)에 있어서 로드부(16)과 접속되어 있다.

헤드부(28, 29)는, 본체연장부(25)의 외경이 확대된 확경부이다. 헤드부(28, 29)는, 대략 원판형상으로서, 본체연장부(25)의 외주면(25a)보다 외측으로 돌출되어 있다. 또, 피스톤(12)의 축방향에서, 헤드부(28, 29)의 폭은, 구획부(17, 18)의 폭보다 크다.

헤드부(28)은, 본체연장부(25)의 도중부에 위치하고 있고, 헤드부(29)는, 본체연장부(25)의 단부(단부면(15f)와는 반대측의 단부)에 위치하고 있다. 헤드부(28)과 헤드부(29)는, 소정의 간격을 가지고 위치하고 있다. 이로써, 본체연장부(25)는, 헤드부(28)과 헤드부(29)에 끼워진 부분을 갖는다. 헤드부(28, 29)의 외경이 본체연장부(25)의 외경보다 크기 때문에, 당해 끼워진 부분은, 헤드부(28, 29)보다 내측으로 파여 있다. 즉, 피스톤(12)에 있어서의 헤드부(28)과 헤드부(29)의 사이에는, 홈부(12e)가 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 피스톤(12)의 헤드부(28, 29)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 정압베어링이 마련되어 있다. 따라서, 피스톤(12)의 헤드부(28)과 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에는, 정압실(20D)(상세는 후술함)로부터의 기체가 화살표(A3)방향으로 흐른다. 즉, 피스톤(12)의 헤드부(28)과 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에, 기체의 층이 형성되어 있다. 또, 피스톤(12)의 헤드부(29)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에는, 정압실(20E)(상세는 후술함)로부터의 기체가 화살표(A4)방향으로 흐른다. 즉, 피스톤(12)의 헤드부(29)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에, 기체의 층이 형성되어 있다. 이로써, 피스톤(12)는, 실린더(11)의 내벽면(11a)에 대하여 비접촉상태로 되어 있다.

다만, 본 실시형태에서는, 피스톤(12)의 헤드부(14, 15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 정압베어링이 마련되어 있지 않다. 따라서, 피스톤(12)의 헤드부(14, 15)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에는 정압베어링에 의한 기체의 층은 형성되지 않지만, 제어압실(20A) 및 정압실(20D)와 진공제어실(20C)와의 차압에 의하여, 헤드부(14)와 내벽면(11a)의 사이에는 화살표(A1)방향으로 기체가 흐르고, 헤드부(15)와 내벽면(11a)의 사이에는 화살표(A2)방향으로 기체가 흐른다.

정압실(20D)(제3 기체실)는, 헤드부(15), 헤드부(28), 및 실린더(11)의 사이에 형성되어 있다. 정압실(20D)는, 헤드부(15)의 단부면(15f)와, 헤드부(28)의 단부면(28f)(피스톤본체부(13)측의 단부면)와, 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되어 있다. 정압실(20D)는, 기체공급부(40)으로부터의 기체가 일정압으로 공급된다. 구체적으로, 정압실(20D)는, 정압유로(32)로부터 분기하는 분기유로(32a)와 접속되어 있다. 이로써, 기체공급부(40)으로부터의 기체가, 일정압의 상태에서 정압실(20D)에 공급된다.

정압실(20E)(제3 기체실)는, 헤드부(29)와 실린더(11)의 사이에 형성되어 있다. 정압실(20E)는, 헤드부(29)의 단부면(29f)와, 실린더(11)의 내벽면(11a)로 구획되어 있다. 정압실(20E)는, 기체공급부(40)으로부터의 기체가 일정압으로 공급된다. 구체적으로, 정압실(20E)는, 정압유로(32)로부터 분기하는 분기유로(32b)와 접속되어 있다. 이로써, 기체공급부(40)으로부터의 기체가, 일정압의 상태에서 정압실(20E)에 공급된다.

또, 본 실시형태에 있어서, 피스톤(12) 내의 대기개방유로(24)는, 대기연통부(24a), 공간연통부(24b, 24c)에 더하여, 대기연통부(24a)와 연통된 공간연통부(24d)를 갖고 있다.

공간연통부(24d)는, 대기연통부(24a)에 있어서의 홈부(12e)에 대응하여 위치하는 도중부로부터 피스톤본체부(13)의 직경방향으로 굴곡되어 있다. 공간연통부(24d)는, 피스톤본체부(13)의 외주면(13a)를 관통할 때까지 피스톤본체부(13)의 직경방향을 따라 뻗어 있고, 홈부(12e)에 있어서의 헤드부(28)과 헤드부(29)의 사이의 공간(즉, 정압실(20D)와 정압실(20E)의 사이)에 연통되어 있다.

피스톤(12)의 헤드부(28)과 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A3)방향(즉, 진행방향)으로 흐르는 기체는, 홈부(12e)에 있어서의 공간연통부(24d)에 흘러든다. 그리고, 공간연통부(24d)에 흘러든 기체는, 공간연통부(24d)와 연통된 대기연통부(24a)를 통하여 대기로 개방된다. 또, 피스톤(12)의 헤드부(29)와 실린더(11)의 내벽면(11a)의 사이에 있어서 화살표(A4)방향(즉, 퇴행방향)으로 흐르는 기체는, 홈부(12e)에 있어서의 공간연통부(24d)에 흘러든다. 그리고, 공간연통부(24d)에 흘러든 기체는, 공간연통부(24d)와 연통된 대기연통부(24a)를 통하여 대기로 개방된다. 이상과 같이, 정압실(20D)와 정압실(20E)의 사이로부터도 기체가 대기개방된다. 이로써, 정압실(20D, 20E)측으로부터 진공제어실(20C)측으로의 기체의 누출이 억제되기 때문에, 진공제어실(20C)를 진공으로 유지할 때에, 당해 기체의 누출에 의한 진공파괴를 억제할 수 있다. 즉, 진공제어실(20C)의 진공을 충분히 유지할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제어압실(20A) 및 정압실(20E)가, 공급원인 기체공급부(40)으로부터의 기체의 공급에 따라 피스톤(12)를 왕복이동시킨다. 즉, 제어압실(20A) 및 정압실(20E)로의 기체의 공급에 따라 제어압실(20A) 내의 압력과 정압실(20E) 내의 압력의 차가 발생하고, 이 차에 따라 피스톤(12)의 진행이동 및 퇴행이동이 행해진다. 다만, 정압실(20D)에서는, 헤드부(15)의 단부면(15f)와 헤드부(28)의 단부면(28f)의 면적이 동일하기 때문에, 단부면(15f)에 대하여 퇴행방향으로 작용하는 힘과 단부면(28f)에 대하여 진행방향으로 작용하는 힘이 서로 상쇄되어, 피스톤(12)를 진행방향 및 퇴행방향으로 이동시키는 힘이 발생하지 않는다. 이로 인하여, 정압실(20D) 내의 압력에 의하지 않고, 상술한 바와 같이 제어압실(20A)와 정압실(20E)의 압력차에 기인하여 피스톤(12) 진행이동 및 퇴행이동이 행해진다.

이상, 본 실시형태에 관한 액추에이터(10C)에 있어서도, 상기 제1 실시형태에 관한 액추에이터(10)과 같이, 피스톤(12) 내에 형성된 연통유로(23)에 의하여, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 흡착기구를 별도로 마련하지 않고, 피흡착부품의 흡착을 행할 수 있다. 따라서, 피흡착부품의 흡착을 콤팩트한 구성으로 실현할 수 있다.

이상, 본 발명의 다양한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형하거나, 또는 그 밖에 적용해도 된다.

상기 제1, 제3 및 제4 실시형태에 있어서, 대기개방부가, 제1 기체실과 제2 기체실의 사이, 및 제1 기체실과 제3 기체실의 사이의 양방이 아니라, 어느 일방에 연통되도록 형성되어 있어도 된다. 즉, 대기개방유로(24)는, 공간연통부(24b) 및 공간연통부(24c)의 양방이 아니라, 공간연통부(24b) 및 공간연통부(24c) 중 어느 일방을 갖고 있어도 된다. 또, 대기개방부(26)은, 제1 대기개방부(26a) 및 제2 대기개방부(26b)의 양방이 아니라, 제1 대기개방부(26a) 및 제2 대기개방부(26b) 중 어느 일방을 갖고 있어도 된다. 또, 제4 실시형태에 있어서, 대기개방유로(24)는, 공간연통부(24d)를 갖고 있지 않아도 된다.

또한, 상기 제1, 제2, 및 제4 실시형태와 같이, 기체실이, 기체의 공급에 따라 피스톤(12)를 왕복이동시키는 제2 기체실 및 제3 기체실을 갖고 있는 경우에는, 대기개방부를 구비하고 있지 않아도 된다. 즉, 피스톤(12) 내에 대기개방유로(24)가 형성되어 있지 않아도 되고, 실린더(11)에 대기개방부(26)이 형성되어 있지 않아도 된다.

또, 상기 제3 실시형태에서는, 기체실 중 정압실(20B)를 갖고 있지 않다고 했지만, 이에 한정되지 않고, 기체실 중 제어압실(20A)를 갖고 있지 않는 것으로 해도 된다. 또, 상기 제3 실시형태에서는, 정압실(20B)에 대응하는 공간에 탄성부재가 마련되어 있다고 했지만, 이에 한정되지 않고, 제어압실(20A) 또는 정압실(20B)에 대응하는 공간에 직동모터 등이 마련되어 있어도 된다.

또, 진공제어실(20C)는, 정압으로 유지되지 않아도 된다. 진공제어실(20C)는, 전환부(22)를 통하지 않고, 진공발생부(41)에 직접 접속되어 있어도 된다.

또, 로드부(16)의 선단부(16f)에는, 캡부(19)가 마련되어 있지 않아도 된다. 필터(27)은, 캡부(19)의 관통구멍(19a) 내부가 아니라, 피스톤(12)의 선단부(12f)에 직접 마련되어 있어도 된다. 또한, 필터(27)이 마련되어 있지 않아도 된다.

상기 실시형태에서는, 진공제어실(20C)가 제어압실(20A)와 정압실(20B)의 사이에 위치하고 있다고 했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 진공제어실(20C)가 제어압실(20A) 및 정압실(20B)보다 로드부(16)으로부터 떨어져 위치하고 있어도 된다.

10, 10A, 10B, 10C…액추에이터
11…실린더
12…피스톤
20A…제어압실(제2 기체실)
20B…정압실(제3 기체실)
20C…진공제어실(제1 기체실)
20D, 20E…정압실(제3 기체실)
23…연통유로
24…대기개방유로(대기개방부)
26…대기개방부
27…필터

Claims

기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 액추에이터로서,
상기 기체가 내부에 공급되는 실린더와,
상기 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤과,
상기 실린더 내에 형성되는 기체실
을 구비하고,
상기 기체실은, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실과, 상기 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 상기 피스톤을 왕복이동시키는 제2 기체실 및 제3 기체실을 갖고,
상기 피스톤 내에는, 상기 피스톤의 선단부와 상기 제1 기체실을 연통하는 연통유로가 형성되어 있는, 액추에이터.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 기체실과 상기 제2 기체실의 사이, 및 상기 제1 기체실과 상기 제3 기체실의 사이 중 적어도 일방에 연통되도록 형성되어 있고, 상기 실린더 내에 공급된 상기 기체를 대기로 개방하는 대기개방부
를 구비하는, 액추에이터.
기체가 공급됨으로써 추력을 발생하는 액추에이터로서,
상기 기체가 내부에 공급되는 실린더와,
상기 실린더 내를 왕복이동하는 피스톤과,
상기 실린더 내에 형성되는 기체실과,
상기 실린더 내에 공급된 상기 기체를 대기로 개방하는 대기개방부
를 구비하고,
상기 기체실은, 진공으로 유지 가능한 제1 기체실과, 상기 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 상기 피스톤을 왕복이동시키는 제2 기체실을 갖고,
상기 피스톤 내에는, 상기 피스톤의 선단부와 상기 제1 기체실을 연통하는 연통유로가 형성되어 있으며,
상기 대기개방부는, 상기 제1 기체실과 상기 제2 기체실의 사이에 연통되도록 형성되어 있는, 액추에이터.
청구항 3에 있어서,
상기 기체실은, 상기 기체가 공급되며, 그 공급에 따라 상기 피스톤을 왕복이동시키는 제3 기체실을 더 갖고,
상기 대기개방부는, 상기 제1 기체실과 상기 제3 기체실의 사이에도 연통되도록 형성되어 있는, 액추에이터.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대기개방부는, 상기 피스톤 내에 형성된 대기개방유로인, 액추에이터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 기체실은, 정압으로도 유지 가능한, 액추에이터.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피스톤의 선단부에는, 필터가 마련되어 있는, 액추에이터.