TWI439018B - 驅動引導裝置 - Google Patents

Description

驅動引導裝置 發明領域

本發明係有關於藉由線性馬達驅動之驅動引導裝置。

發明背景

過去有具有可相對於設有引導導件之基台移動之移動單元之驅動引導裝置。又，有使用線性馬達作為移動單元之驅動源的東西。專利文獻1係揭示以線性馬達為驅動源之驅動引導裝置的構造。

以線性馬達為驅動源之驅動引導裝置在移動單元設有藉由通電可產生磁場之可動構件。又，在基台中與可動構件相向的部分設有具磁鐵的定子。

藉由上述構造，使可動構件通電而在可動構件與定子之間產生相互磁力，藉此可使移動單元相對於基台移動。

根據上述構造，由於移動單元在可動構件與定子呈非接觸狀態下移動，故可減少噪音、振動等。再者，由於在可動構件與定子之間不會產生摩擦，故可提高移動單元之加速性能。

第10圖係顯示習知驅動引導裝置之概略構造。如第10圖所示，驅動引導裝置具有機台110、移動塊120、可動構件140所構成之移動單元100。又，在基台210設有定子220

又，在基台210固定有用以引導移動單元100之移動的軌道230(引導軌道)，且移動單元100所具有之移動塊120安 裝於軌道230。

移動塊120一般會透過滾珠或滾輪等轉動體以被施加某種程度的預負載之狀態安裝於軌道230。

另，透過轉動體對移動塊120施加預負載的作法是為了不要在移動塊120與軌道230之間產生震盪。

再者，在移動單元100如第10圖所示在可動構件140與機台110之間設有散熱座130，且在散熱座130上形成多數散熱片150。

該散熱片150是為了在通電至可動構件140以使移動單元100移動時可將從可動構件140產生的熱傳導至機台110而設的。

即，若在通電至可動構件140時將可動構件140所產生的熱傳導至機台110，則會使機台110熱膨脹而變形。並且，機台110一旦變形，機台110就會彎曲，且移動塊120與軌道230之安裝狀態就會不穩定。

結果，移動塊120與軌道230之間會產生震盪而發生振動、噪音，又，會有驅動引導裝置壽命變短的問題發生。

相對於此，習知例之驅動引導裝置中，為了將可動構件140所產生的熱傳導至機台110，係在機台110與可動構件140之間設置隔熱材料400。

再者，在可動構件140與機台110之間設置散熱片150，且藉由散熱片150將可動構件140中所產生的熱散出。

【專利文獻1】特開2004－88981號

發明揭示

然而，例如為了增加移動單元100的推力，會使用用以產生更大的磁場之可動構件140，如此，可動構件140所產生的熱量會增加，而習知構造中會無法充分地隔斷或散出這些熱。

如上所述，熱傳導至機台110就會熱膨脹，如此，移動塊120與軌道230之安裝狀態會不穩定，且移動塊120與軌道230之間會產生震盪而發生振動、噪音，且驅動引導裝置的壽命會變短。

本發明有鑑於上述情況，在以線性馬達為驅動源之驅動引導裝置中，以提供可有效地散出可動構件所產生的熱之驅動引導裝置為目的。又，以提供即使為小型構造也有大的推力之驅動引導裝置為目的。

為達成上述目的，本發明中，驅動引導裝置係具有藉由線性馬達由引導導件引導而移動之移動單元，且前述移動單元包含：可動構件，係藉由通電產生磁場者；及機台，係相對於前述可動構件設於固定有前述引導導件之基台的相反側，且，在前述可動構件與前述機台之間具有用以散出前述可動構件所產生的熱之散熱構造，其特徵在於：前述驅動引導裝置設有用以將在前述散熱構造中未完全散出的熱傳導至前述機台之導熱通路，同時，前述機台由熱膨脹係數低的材料構成。

藉由上述構造，在設於可動構件與機台之間的散熱構造中未完全散出的熱會透過導熱通路傳導至機台。並且，傳導至機台的熱會在機台中散熱，故可增加散熱量。

又，雖然熱傳導至機台，但因為機台中使用熱膨脹係數較低的材料，故可減少因熱傳導至機台所產生之機台的熱膨脹。

又，前述散熱構造可由散熱座構成，該散熱座具有設於前述機台與前述可動構件之間之多數散熱片。

根據上述構造，藉由設於散熱座之多數散熱片可將可動構件所產生的熱散出。

又，前述散熱座可被固定於前述機台下面，且前述導熱通路以通過前述散熱座被固定之部份的方式形成。

又，前述機台宜為熱膨脹係數為10.0×(10－6/K)以下的材料。

藉由上述構造，可減少因可動構件所產生的熱傳導至機台所產生之機台的熱膨脹。

又，前述機台最好係經黑色表面處理者。

藉由上述構造，憑藉從機台表面的熱放射可有效地散熱。

又，前述散熱座亦可於寬度方向兩端與中央部三處分別形成有壁部，且各壁部的上面被固定於前述機台下面，同時，在各壁部間設有多數與前述壁部平行且高度較前述壁部低的散熱片。

如上所述，根據本發明，藉由透過導熱通路將在設於 可動構件與機台之間的散熱構造中未完全散出的熱傳導至機台，可從機台有效地散熱。因此，可提供可有效地散出可動構件所產生的熱之驅動引導裝置。

圖式簡單說明

第1圖係本實施形態之驅動引導裝置的透視圖。

第2圖係本實施形態之驅動引導裝置的正視圖。

第3圖係本實施形態之引導導件與移動塊的安裝構造圖。

第4圖係本實施形態之引導導件與移動塊的安裝構造圖。

第5圖係本實施形態之移動塊的概略構造圖“

第6圖係本實施形態之散熱片的正視圖。

第7圖係本實施形態之散熱片的透視圖。

第8圖係具有滑動引導之引導機構之驅動引導裝置的概略構造圖。

第9圖係本實施形態之機台的透視圖。

第10圖係習知例之驅動引導裝置的概略構造圖。

較佳實施例之詳細說明

以下參照圖式根據實施形態例示且詳細地說明實施本發明之最佳形態。但，記載於該實施形態之構成零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等在沒有特別特定的記載下，並非指本發明之範圍就僅限於此之意。

以下，參照第1圖~第9圖針對本發明實施形態之驅動引導裝置說明。

[移動單元與基台之構造]

第1圖、第2圖係顯示本實施形態之驅動引導裝置的概略構造。第1圖係本實施形態之驅動引導裝置之概略構造的透視圖。又，第2圖係本實施形態之驅動引導裝置之截面的概略構造圖。

如第1圖、第2圖所示，本實施形態之驅動引導裝置包含移動單元100、固定有作為用以引導移動單元100之移動方向的引導導件之軌道230的基台210。

並且，移動單元100中包含藉由通電產生磁場之可動構件140、機台110、移動塊120。

可動構件140具有未圖示之電磁子磁心與電磁子線圈。又，在可動構件140與機台110之間具有設有多數散熱片150之散熱座130。另，具散熱片之散熱座130的構造則在後面說明。

又，可動構件140設於散熱座130下面，且散熱座130上面設有多數散熱片150。再者，在散熱座130的兩端與中央部三處設有壁部170(導熱通路)，且該等壁部170的上面藉由螺栓等固定於機台110下面。

並且，該固定部形成機台110與散熱座130之導熱通路。又，在機台110寬度方向的兩端分別設有移動塊120。

另一方面，在基台210上互相平行地固定有一對軌道230作為引導移動塊120之移動的引導導件。又，在基台210上在與可動構件140相向的部分設有具磁鐵等之定子220。另，在定子220與可動構件140之間設有間隙。

並且，藉由移動塊120安裝於軌道230，移動單元100 可沿著軌道230自由移動。另，關於移動塊120與軌道230之安裝部份的構造等則在後面說明。

在如此所構成之驅動引導裝置中，若從未圖示之電源通電至可動構件140，則可動構件140會產生磁場。並且，藉由與定子220所形成之磁場產生相互磁作用，可使設有可動構件140之移動單元100沿著軌道230移動。

即，本實施形態之驅動引導裝置中係藉由可動構件140與定子220所構成之線性馬達使移動單元100相對於基台210移動。

[移動塊與軌道之安裝部份的構造]

本實施形態中，藉由在移動塊120與軌道230之間設置轉動體(滾珠、滾輪等)，可由軌道230引導移動塊120移動。以下參照第3圖~第5圖針對移動塊120、軌道230之安裝部份作說明。於此使用滾珠作為轉動體的例子。

如第4圖所示，在軌道230沿著其長向在左右側面分別形成兩條作為轉動體滾動面之滾珠滾動溝231。另一方面，在移動塊120形成包含與滾珠滾動溝231相向之構成負載轉動體滾動路之負載滾動溝121之無線循環路。

並且，在無線循環路中配列容納有隨著移動塊120相對於軌道230之相對移動而在滾珠滾動溝231與負載滾動溝121之間轉動並循環之多數滾珠232。

又，如第3圖所示，移動塊120包含具有負載滾動溝121及與其平行之滾珠返回路之移動塊本體120a與分別結合於該移動塊本體120a兩端之一對末端保護套120b。另，末端 保護套120b為連結負載滾動溝121與滾珠返回路的東西。

形成於上述移動塊120之負載滾動溝121與形成於軌道230之各滾珠滾動溝231相向地形成，且在該等負載滾動溝121與滾珠滾動溝231之間夾著多數滾珠232。

並且，該等多數滾珠232隨著移動塊120的移動會透過形成於末端保護套120b之方向轉換路被送進滾珠返回路，且再度被導入負載滾動溝121，並循環於無線循環路。

如第5圖所示，多數滾珠232藉由保持構件235保持成可自由旋轉。該保持構件235由與滾珠232交互地配置之間座122及連接間座122且具可彎性之薄板狀的皮帶234構成。

又，如第4圖所示，在軌道230上面與移動塊120之間以及軌道230側面與移動塊120之間配設有密封構件125、126。

密封構件125、126是為了防止填充於滾珠滾動溝231與負載滾動溝121之間的潤滑劑漏到外部或灰塵從外部侵入而設的。

另，上述針對軌道230與移動塊120透過滾珠等轉動體(滾珠或滾輪)移動之構造做說明，但本實施形態之驅動引導裝置的構造並不限於此，亦可採用兩者互相滑動之構造。

第8圖係顯示滑動方式之驅動引導裝置。

如第8圖所示，滑動方式之驅動引導裝置包含截面為矩形之軌道230，及以跨越狀態可自由相對運動地組裝於軌道230且在上面安裝有機台110之移動塊120。

在軌道230與移動塊120之間未設置轉動體，兩者係直接抵接而移動。

[散熱片之構造]

第6圖、第7圖係放大第1圖、第2圖所示之本實施形態之驅動引導裝置之散熱片150的安裝部份。

如第6圖、第7圖所示，在上述所構成之驅動引導裝置中，當通電至可動構件140而發熱時，會設置用以散出所產生的熱之散熱片150。

具體而言，在散熱座130上面設有多數散熱片150。又，本實施形態中，散熱片150包含高度不同的第1散熱片151與第2散熱片152。

再者，交互地設置第1散熱片(較高的散熱片)151與第2散熱片(較低的散熱片)152。又，散熱片150排列成與移動單元100之移動方向平行。

又，第1散熱片151盡可能增加其高度，以增加其表面積。另一方面，考量尺寸公差等，其上面會設定成不抵接於機台110下面的高度。

接著，針對散熱機構做說明。首先，在可動構件140產生的熱會與線性馬達之驅動同時傳導至上述所說明之具散熱片之散熱座130。另，具散熱片之散熱座130係例如使用在內部配設有散熱管之已知的構造。

並且，傳導至散熱座130的熱從散熱座130上所具有之散熱片150散熱。如第6圖、第7圖所示，本實施形態中，在第1散熱片(較高的散熱片)之間設置第2散熱片(較低的散熱片)。

一般用以提高散熱片的散熱效率的方法可增加散熱片 的表面積。特別是當多數散熱片分別平行地配列時，藉由增加散熱片整體的總表面積，可提高散熱效率。

具體而言，可加大每一枚散熱片來增加表面積，或縮小並排的散熱片的間隔，以增加每單位長之散熱片的數量等。但，如此一來，散熱片間之空間中空氣會不易對流。

因此，本實施形態中，在第1散熱片151與第1散熱片151之間設置高度較該等為低之第2散熱片152。

根據上述構造，首先，藉由高度較高之第1散熱片151確保散熱面的面積。再者，在第1散熱片151與第1散熱片151之間設置第2散熱片152，可在第1散熱片151與第1散熱片151之間確保空氣對流的空間。

結果，一面縮小各散熱片之間隔以增加每單位長度之散熱片的數量，一面可在散熱片之間確保空氣可對流之空間，且可提高散熱效率。

又，設於散熱座130之壁部170(導熱通路)的上面係相對於機台110的下面固定於具散熱片之散熱座130。如第6圖所示，本實施形態中，在機台110的兩端與中央部三處設置壁部170。

根據該構造，以各壁部170作為導熱通路，可從散熱座130將熱傳導至機台110。

又，第1散熱片151及第2散熱片152的高度皆較壁部170的上面低，藉此，第1散熱片151及第2散熱片152的上面都不會抵接於機台110的下面。

[機台之構造]

又，如第9圖所示，本實施形態中，為了更提高散熱片150的散熱效率，在機台110與散熱片150相向的部分形成有孔部111。

根據上述構造，藉由在機台110與散熱片150相向的部分形成孔部111，從散熱片150散出的熱容易透過孔部111散出至機台110外側。

結果，可增加從散熱片150之散熱量。又，由於在機台110形成孔部111，故亦可使機台110變輕。

又，藉由使孔部111的形狀為長孔，可抑制機台110寬度方向之熱分布的偏差。

於此，在驅動引導裝置中，為了提高移動單元的推力，必須增大磁場，因此必須增加線圈的數量，或加大線圈。

因此，必須至少增加高度尺寸、長度尺寸、寬度尺寸中其中一個。然而，若加高高度尺寸，則移動單元100的高度會變高。

又，若加長長度尺寸，則移動單元100之移動方向的長度會變長，如此移動單元100之移動範圍會變窄。

如此一來，在高度尺寸與長度尺寸有所限制之情況下，要提高移動單元100的推力，一定要增加機台110的寬度尺寸。

結果，可動構件140及機台110的寬度方向尺寸會變大。並且，一旦可動構件140及機台110的寬度方向尺寸變大，則因可動構件140及定子220的磁引力等，機台110以移動塊120為支點而朝下方彎曲的彎曲量會變大。

特別是當在機台110設有孔部111時，且將長孔的形狀設成機台110之移動方向上較長的形狀時，機台110的彎曲量會變大。

但，如本實施形態，藉由將長孔的形狀設成在與機台110之移動方向垂直之方向上較長的形狀，如此，相較於將長孔的形狀設成在機台110之移動方向上較長的形狀，可減少機台110的彎曲量。

又，本實施形態中，為了更有效地散出傳導至機台110的熱，係在機台110表面施以黑色表面處理。

再者，本實施形態中，為了在熱傳導至機台110時也要抑制機台110的熱膨脹量，在機台110相對於習知的鋁合金(熱膨脹係數1.9×10^-5 /K~2.3×10^-5 /K)或鐵(熱膨脹係數1.1×10^-5 /K~1.2×10^-5 /K)、會使用榎本鑄工所股份公司製Nobinaito(商標登錄)CD-5(熱膨脹係數2.5×10^-6 /K~3.5×10^-6 /K)。

根據上述構造，當未由散熱片150完全散出的熱傳導至機台110時，可減少機台110的熱膨脹量。即，藉由機台110散出未由散熱片150完全散出的熱，可抑制機台110之熱膨脹。

另，若如過去在可動構件140與機台110之間夾隔熱材料，則一般而言因為隔熱材料的剛性較低，故裝置本體的強度會不夠。但，本實施形態中，由於不是在可動構件140與機台110之間設置隔熱材料的構造，故可提高裝置本體的強度。

(其他實施形態)

上述中交互地配列第1散熱片151與第2散熱片152，但亦可在第1散熱片151與第1散熱片151之間設置多數第2散熱片152。具體而言，可舉在第1散熱片151與第1散熱片151之間設置兩片第2散熱片152的例子等。

又，上述中散熱片150為包含高度不同的兩種散熱片(第1散熱片151與第2散熱片152)之構造。但，亦可為除了第1散熱片151、第2散熱片152以外更具有高度與第1、第2散熱片不同的散熱片之構造。又，為了更有效地散出散熱座130的熱，亦可在散熱座130的表面施以黑色表面處理。

100‧‧‧移動單元

110‧‧‧機台

111‧‧‧孔部

120‧‧‧移動塊

120a‧‧‧移動塊本體

120b‧‧‧末端保護套

121‧‧‧負載滾動溝

122‧‧‧間座

125，126‧‧‧密封構件

130‧‧‧散熱座

140‧‧‧可動構件

150‧‧‧散熱片

151‧‧‧第1散熱片

152‧‧‧第2散熱片

170‧‧‧壁部

210‧‧‧基台

220‧‧‧定子

230‧‧‧軌道

231‧‧‧滾珠滾動溝

232‧‧‧滾珠

234‧‧‧皮帶

235‧‧‧保持構件

400‧‧‧隔熱材料

第1圖係本實施形態之驅動引導裝置的透視圖。

第2圖係本實施形態之驅動引導裝置的正視圖。

第3圖係本實施形態之引導導件與移動塊的安裝構造圖。

第4圖係本實施形態之引導導件與移動塊的安裝構造圖。

第5圖係本實施形態之移動塊的概略構造圖。

第6圖係本實施形態之散熱片的正視圖。

第7圖係本實施形態之散熱片的透視圖。

第8圖係具有滑動引導之引導機構之驅動引導裝置的概略構造圖。

第9圖係本實施形態之機台的透視圖。

第10圖係習知例之驅動引導裝置的概略構造圖。

100‧‧‧移動單元

110‧‧‧機台

111‧‧‧孔部

120‧‧‧移動塊

130‧‧‧散熱座

140‧‧‧可動構件

150‧‧‧散熱片

170‧‧‧壁部

210‧‧‧基台

220‧‧‧定子

230‧‧‧軌道

Claims (3)

1. 一種驅動引導裝置，具有藉由線性馬達由引導導件引導而移動之移動單元，前述移動單元包含：可動構件，藉由通電產生磁場；及機台，相對於前述可動構件設於固定有前述引導導件之基台的相反側，且，在前述可動構件與前述機台之間具有用以散出前述可動構件所產生的熱之散熱構造，該驅動引導裝置之特徵在於：前述散熱構造由散熱座構成，該散熱座具有設於前述機台與前述可動構件之間之多數個散熱片，前述散熱座於寬度方向兩端與中央部三處分別由前述散熱座之上面突出形成有壁部，該壁部是作為用以將在前述散熱座中未完全散出的熱傳導至前述機台之導熱通路，且各壁部的上面固定於前述機台的下面，在各壁部間設有多數個與前述壁部平行且高度較前述壁部低的前述散熱片，並且，前述機台由熱膨脹係數低的材料構成。
2. 如請求項1之驅動引導裝置，其中前述機台之熱膨脹係數為10.0×(10^-6 /K)以下。
3. 如請求項1或2中任一項之驅動引導裝置，其中前述機台是經黑色表面處理者。