TWI791565B - 軸旋轉線性馬達 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種軸旋轉線性馬達，利用既有的線性馬達與既有的旋轉馬達，可降低製造成本。 　　其解決手段之軸旋轉線性馬達，具備：線性馬達，具有直動閥；旋轉馬達，具有轉軸；直動轉軸，與上述直動軸平行並與上述轉軸同軸配置；直動傳達部，將上述直動軸的直動運動傳達至上述直動轉軸；及旋轉傳達部，將上述轉軸的旋轉運動傳達至上述直動轉軸。上述旋轉傳達部的一端固定在上述轉軸，另一端與上述直動轉軸連結。

Description

軸旋轉線性馬達
本發明是關於軸旋轉線性馬達。
所熟知的線性馬達中，藉著從磁鐵產生的磁場，及流動於線圈的電流，使軸構件相對於電樞相對地直線運動。另外，例如智慧型手機及晶片貼片機等的半導體製造裝置中，可利用可直進及旋轉的軸旋轉線性馬達(Z-θ馬達)。專利文獻1記載的技術中，可旋轉的第2軸具有如藉著線性馬達驅動構造。藉此，第2軸(轉軸)可進行旋轉運動及直動運動。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許5552566號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1記載的技術中，例如有具備與習知的旋轉馬達不同的可旋轉與直動之轉軸的特殊旋轉馬達的必要。因此，利用既有的旋轉馬達困難。為此，增加起因於設置新的製造產線等的特殊旋轉馬達的製造成本。因此，最終的軸旋轉線性馬達的製造成本，也會有得更為增加的問題。
又，專利文獻1記載的裝置中，為吸附晶片零組件，設置於空氣的通路之吸入空氣用的零組件，例如管(軟管)類有與進行旋轉及直動的中空的第2軸連動，進行旋轉且直動的必要。為此，吸入空氣用的零組件，例如管(軟管)類的構成變得繁雜。因此，會有損及裝置的可靠度，及使得裝置的長期動作的穩定性及穩定性惡化的問題。
本發明之一目的為提供如以下的軸旋轉線性馬達。該軸旋轉線性馬達，可利用既有的線性馬達與既有的旋轉馬達，因此可降低製造成本。並且本發明的其他的目的為提升軸旋轉線性馬達之晶片零組件等的吸附機構的可靠度。 [用於解決課題的手段]
本發明之一樣態有關的軸旋轉線性馬達(直進及旋轉馬達)具備藉線性馬達與旋轉馬達雙方所驅動之第3軸構件相關的直進及旋轉機構。藉此，線性馬達及旋轉馬達是一起僅驅動第3軸相關的直進及旋轉機構。因此，一邊將線性馬達及旋轉馬達的負載抑制在最小，並可使用原狀態之現行的線性馬達及現行的旋轉馬達。為此，提供可實現小型化且低成本的直進及旋轉馬達。
根據本發明之一觀點，提供一種軸旋轉線性馬達，具備：線性馬達，具有直動軸；旋轉馬達，具有轉軸；直動轉軸，與上述直動軸平行並與上述轉軸同軸配置；直動傳達部，將上述直動軸的直動運動傳達至上述直動轉軸；及旋轉傳達部，將上述轉軸的旋轉運動傳達至上述直動轉軸，上述旋轉傳達部的一端固定在上述轉軸，另一端與上述直動轉軸連結。
上述旋轉傳達部也可以是設有空間部的筒狀的構件。上述空間部是以形成在上述直動轉軸的軸向，在上述直動轉軸側具有開口，可收容上述直動轉軸為佳。 　　上述直動轉軸為滾珠花鍵軸，上述旋轉傳動部是以滾珠花鍵軸襯為佳。軸旋轉線性馬達是以進一步具有固定上述線性馬達與上述旋轉馬達的固定構件為佳。
在上述直動轉軸，形成有：朝軸向延伸的第1通路，及與上述第1通路連通的第2通路，在上述直動傳達部以形成有與上述第2通路連通，到達至上述直動傳達部的外圍面為止的第3通路為佳。
上述直動傳達部以具有上述直動轉軸插入的貫穿孔，在上述貫穿孔的內周圍面通過上述第3通路的位置設有凹部為佳。藉著設有凹部，在上述直動轉軸插入上述貫穿孔時，在上述直動轉軸的外圍，例如形成有環狀的空間(空氣的通路)。 [發明效果]
根據本發明，可提供軸旋轉線性馬達，利用既有的線性馬達與既有的旋轉馬達，降低製造成本。並且，吸入空氣用的零組件，例如管(軟管)類是僅進行旋轉動作或滑動動作(直動動作)的其中任一方的一個動作。因此，可兼具有馬達之動作的可靠度，及馬達得長期性穩定使用。
在以下，一邊參閱圖示詳細說明本發明實施形態有關的軸旋轉線性馬達。
(第1實施形態) 　　從第1圖至第3圖為止，表示本發明第1實施形態相關的軸旋轉線性馬達之一構成例的圖。第1圖為本實施形態相關之軸旋轉線性馬達的側面圖及前面圖，包括側面的主要部的側剖面圖。並且，第1(a)圖及第1(b)圖是直動轉軸藉直動而位移的樣子。第2圖是表示第1圖所示直動傳達部(軸連結部)之一構成例的前面圖及側剖面圖。第3圖為表示旋轉傳達部之一構成例的側剖面圖及前面圖。
如第1圖至第3圖表示，本實施形態相關之軸旋轉線性馬達A具有：線性馬達1、旋轉馬達41、旋轉傳達部61及直動傳達部21。線性馬達1是使第1軸的直動軸(線性馬達軸)5直動。旋轉馬達41使第2軸的中空的轉軸(旋轉馬達軸)43旋轉。旋轉傳達部61是使第3軸的中空的直動轉軸(滾珠花鍵軸)31旋轉運動。直動傳達部21為使直動轉軸(滾珠花鍵軸)31進行直進運動而與第1軸的直動軸5連結。並且，在軸旋轉線性馬達A設有固定構件51。固定構件51是將線性馬達1、旋轉馬達41及旋轉傳達部61彼此固定及一體化。
再者，作為線性馬達1可使用習知的構成。例如可使用如專利文獻1表示的線性馬達作為線性馬達1。又，關於旋轉馬達41，也可使用一般的構造。因此，本說明書中，省略線性馬達及旋轉馬達的詳細的構造說明。
線性馬達1可使用習知的線性馬達。此線性馬達是例如藉未圖示的磁鐵產生的磁場，及在線圈流動的電流，使直動軸(線性馬達軸)5相對於電樞相對地直線運動。在線性馬達1設有具備框體3、直動軸5及線性編碼器7的基板部8。從線性編碼器7延伸有配線11。藉此配線11，朝線性編碼器頭供應電源，或輸出訊號。在基板部8黏貼有線性刻度。直動軸5在與線性編碼器7側的相反側，藉著直動傳達部21與第3軸的直動轉軸31連結。在此，直動軸5與直動轉軸31為彼此平行地配置。
在直動傳達部21設有連結直動軸5用的貫穿孔21b，及直動轉軸31貫穿的貫穿孔21a。另外，在直動傳達部21形成有設置滾珠軸承機構33用的空間21c。直動軸5是通過貫穿孔21b，藉螺栓15固定於直動傳達部21。因此，線性馬達1的直動軸5的直動被傳達至直動轉軸31。此外，直動轉軸31是藉滾珠軸承機構33在直動傳達部21內的貫穿孔21a，可進行旋轉運動。
旋轉馬達41使第2軸的中空的轉軸43旋轉。轉軸43的直動傳達部21側的端部45是在固定用的貫穿孔67中，被與旋轉傳達部61固定。貫穿孔67是設置在具有如第3圖表示的構造之筒狀的旋轉傳達部61的一端。因此，轉軸43的旋轉運動被傳達至旋轉傳達部61。
線性馬達1與旋轉馬達41是使得直動軸5與轉軸43彼此成為平行，並且，使線性馬達1及旋轉馬達41與直動方向不相對移動地，被固定構件51所固定。固定構件51是例如將旋轉馬達41，固定在從線性馬達1的輸出側端面朝行程方向的反輸出側偏離的位置。並且，線性馬達1與旋轉馬達41是一起驅動直動轉軸31。此外，固定構件51是藉螺栓53固定於線性馬達1。轉軸43、旋轉傳達部61及直動轉軸31是以分別同軸為佳。
旋轉傳達部61是例如筒狀的構件。旋轉傳達部61在其內部具有容許直動轉軸31直動的開口。另外，在旋轉傳達部61，空間部63是朝軸向延伸所形成。空間部63是為確保直動轉軸31直動的空間。並且，在旋轉傳達部61形成有收容部68。收容部68是在其直動傳達部21側的端部具有開口。另外，在收容部68內(內側面)形成有滾珠花鍵軸襯65。
使用習知的滾珠花鍵軸襯時，滾珠在設置於軸的溝槽內滾動。藉此，容許負載變得比線性軸襯大，進行直線運動，也可以進行扭矩(作用於傳達動力的轉軸的力的力矩)傳達。更具體而言，直動轉軸31是例如具備第1圖表示之滾珠軸承槽部32的滾珠花鍵軸。沿此滾珠軸承槽部32，使得滾珠花鍵軸襯65的滾珠滾動。藉此，直動轉軸31順利進行直線動作。滾珠花鍵軸襯65被固定於旋轉傳達部61的旋轉軸承所支承。因此，藉旋轉馬達41驅動滾珠花鍵軸襯65，可藉此與滾珠花鍵軸襯65一起，使直動轉軸31旋轉動作。滾珠軸承槽部32在第6圖的側面圖中，進一步明確地表示。
如上述，滾珠花鍵軸襯65收容直動轉軸31，朝直動轉軸31傳達旋轉傳達部61的旋轉運動。另外，滾珠花鍵軸襯65容許與直動軸5的直動連動而直動之直動轉軸31的直動。亦即，如第1(b)圖表示，即使直動轉軸31為直動的場合，空間部63仍可收容直動轉軸31。因此，不會妨礙直動轉軸31的直動。並藉著調整空間部63的軸向的長度，可調整直動轉軸31的直動範圍。
又，使用中空的直動轉軸31，及中空的轉軸43，可形成如黑色箭頭表示的空氣通路。此空氣通路是在直動轉軸31的端部，使用於吸附並保持電子零組件等。
如以上說明，旋轉傳達部61具有以下的構成及功能。 　　1) 旋轉傳達部61將第2軸(轉軸43)的旋轉運動傳達至第3軸(直動轉軸31)。 　　2) 旋轉傳達部61不將第3軸的直動傳達至第2軸。 　　3) 旋轉傳達部61為具有容許第3軸的直動之空間的筒狀的構件。
如以上說明，本實施形態相關的軸旋轉線性馬達A是可使用具有上述特徵的旋轉傳達部61、既有的線性馬達1及既有的旋轉馬達41所構成。並且，僅直動轉軸31進行直動及旋轉動作。因此，具有可以使線性馬達1的負載，及旋轉馬達41的負載減小的優點。並且，在轉軸43的反輸出側，設有未圖示之為吸附用而吸入空氣用的零組件，例如管(軟管)類。該等雖與轉軸43一起旋轉，但不進行直動。因此，可獲得簡單之包括該等零組件等的吸附機構等的構成(抑制該等的構成變得繁雜)。
(第2實施形態) 　　從第2圖至第6圖為止是表示本發明第2實施形態相關的軸旋轉線性馬達之一構成例的圖，對應從第1實施形態的第1圖至第3圖為止的圖。第4圖為本實施形態相關之軸旋轉線性馬達的側面圖及前面圖，包括側面的主要部的側剖面圖。並且，第4圖表示第2軸直動的樣子。第5圖是表示第4圖的直動傳達部21之一構成例的前面圖、平面圖及側剖面圖。第6(a)圖是表示直動轉軸31之一構成例的側面圖、平面圖及前面圖。第6(b)圖是表示直動轉軸31之一構成例的側剖面圖、平面圖及前面圖。第7(a)圖及第7(b)圖是表示軸連結部與直動轉軸的剖面圖。
本實施形態相關之軸旋轉線性馬達A的基本動作及構造是與第1實施形態相同，因省略其詳細說明。本實施形態相關的軸旋轉線性馬達A具備滾珠花鍵軸襯65的旋轉傳達部61的點是與第1實施形態相同。在第6圖表示的直動轉軸31的兩側面設有第1圖也表示的滾珠軸承槽部32。
本實施形態的特徵是轉軸43為實心，直動轉軸31為半中空的點。在半中空的直動轉軸31，如從第4圖至第7圖表示，形成有作為空氣的通路的第1通路31a。該第1通路31a是從與直動轉軸31的直動傳達部21側，即軸向的旋轉馬達41相反側的端部至位於軸向的預定的位置為止，或超過其預定的位置朝軸向延伸。在直動轉軸31形成有一條第2通路31b(穿孔)。第2通路31b是從直動轉軸31的形成有第1通路31a的位置朝著軸的徑向外方延伸，而與第1通路31a連通。在直動傳達部21形成有第3通路25。第3通路25是與第2通路31b連通，到達至直動傳達部21的外圍面為止。
在直動傳達部21的直動轉軸31貫穿之貫穿孔21a的內周圍面的通過第3通路25的軸向位置，形成有凹部23。凹部23是可沿著貫穿孔21a的內面在周圍方向連續地設置，也可斷續地設置。藉著形成凹部23，當直動轉軸31插入貫穿孔21a時，在直動轉軸31的外圍，例如形成有環狀的空間。因此，即使在直動轉軸31旋轉的場合，仍可持續形成第7(a)圖及第7(b)圖中以箭頭表示之空氣的通路。
第7(a)圖是表示直動轉軸31旋轉，第2通路31b成為垂直狀態的剖面圖及前面圖。第7(b)圖是表示直動轉軸31旋轉，第2通路31b成為水平狀態的剖面圖及前面圖。第7(a)圖表示的狀態中，第2通路31b與第3通路25連通。因此，在此狀態下，如箭頭表示，空氣為最容易流動的狀態。第7(b)圖表示的狀態中，第2通路31b是呈水平。因此，此狀態為空氣最不容易流動的狀態。但是，預先形成凹部23，即使在第7(b)圖表示的狀態下，仍可形成第2通路31b與第3通路25之間的空氣的通路。
再者，由於直動轉軸31旋轉，因此也存在有第7(a)圖及第7(b)圖之間的狀態。在此狀態下，也預先形成凹部23，藉此可確保第2通路31b與第3通路25之間的空氣的通路。因此，即使直動轉軸31旋轉，空氣通過凹部23，從第3通路25吐出。亦即，可形成如第4圖黑色的箭頭表示之連通後的空氣的通路。藉由如以上的構成，即使轉軸43為實心，仍可進行從第3通路25之開口的吸氣。因此，在直動轉軸31的直動傳達部21側的端部，可吸附晶片零組件。另外，使用上述的構造時，例如未圖示之吸入空氣用的零組件，例如管(軟管)類不需旋轉，僅受到與直動軸5一起進行的直動動作的影響。因此，管類等不需要旋轉，可簡單供應晶片吸附空氣。
如上述，根據本實施形態，可簡單形成吸附電子零組件的空氣通路。
(彙整) 　　如以上說明，根據本發明實施形態相關的軸旋轉線性馬達A，獲得如以下的效果。 　　1) 直動轉軸31為線性馬達1及旋轉馬達41所驅動。藉此減小兩馬達的負載，並且，不需要原驅動馬達的新穎設計及開發。 　　2) 僅直動轉軸31的直進及旋轉機構進行直進及旋轉。因此，驅動馬達(線性馬達1及旋轉馬達41)的負載變小，可實現高速的直進及旋轉。 　　3) 直動驅動轉軸(直動轉軸31)具有中空或半中空構造。藉此，可簡單形成吸附電子零組件的空氣通路。 　　4) 可不需變更一般的馬達(線性馬達、旋轉馬達)維持其狀態使用。因此，可降低製造成本。
上述的實施形態中，添附圖面所圖示的構成等不限於此，在發揮本發明的效果的範圍內，可適當變更。該等的構成只要是不脫離本發明目的的範圍，可適當變更加以實施。並且，本發明的各構成元件可任意取捨地選擇，具備所取捨選擇的構成的發明也包括於本發明內。 [產業上的可利用性]
本發明是可利用於軸旋轉線性馬達。
A‧‧‧軸旋轉線性馬達1‧‧‧線性馬達5‧‧‧直動軸(線性馬達軸)7‧‧‧線性編碼器21‧‧‧直動傳達部(軸連結部)23‧‧‧凹部25‧‧‧第3通路31‧‧‧直動轉軸(滾珠花鍵軸)31a‧‧‧第1通路31b‧‧‧第2通路32‧‧‧滾珠軸承槽部41‧‧‧旋轉馬達43‧‧‧轉軸(旋轉馬達軸)51‧‧‧固定構件61‧‧‧旋轉傳達部63‧‧‧空間部65‧‧‧滾珠花鍵軸襯68‧‧‧收容部
第1(a)圖為本發明第1實施形態相關之軸旋轉線性馬達的側面圖及前面圖，包括側面的主要部的側剖面圖。第1(b)圖為第1(a)圖表示的直動轉軸在旋轉馬達側直動時之軸旋轉線性馬達的側面圖及前面圖，包括側面的主要部的側剖面圖。 　　第2圖是表示第1圖所示軸連結部之一構成例的前面圖及側剖面圖。 　　第3圖是表示第1實施形態相關的旋轉傳達部之一構成例的側剖面圖及前面圖。 　　第4圖為本發明第2實施形態相關之軸旋轉線性馬達的側剖面圖及前面圖，包括側面的主要部的側剖面圖。 　　第5圖是表示第4圖所示軸連結部之一構成例的前面圖、平面圖及側剖面圖。 　　第6(a)圖是表示第2實施形態相關的直動轉軸之一構成例的側面圖、平面圖及前面圖。第6(b)圖是表示此直動轉軸之一構成例的側剖面圖、平面圖及前面圖。 　　第7(a)圖及第7(b)圖是表示第2實施形態相關的軸連結部及直動轉軸的前面圖及側剖面圖。
1‧‧‧線性馬達
3‧‧‧框體
5‧‧‧直動軸(線性馬達軸)
7‧‧‧線性編碼器
8‧‧‧基板部
11‧‧‧配線
15‧‧‧螺栓
21‧‧‧直動傳達部(軸連結部)
31‧‧‧直動轉軸(滾珠花鍵軸)
31a‧‧‧第1通路
32‧‧‧滾珠軸承槽部
33‧‧‧滾珠軸承機構
41‧‧‧旋轉馬達
43‧‧‧轉軸(旋轉馬達軸)
45‧‧‧端部
51‧‧‧固定構件
53‧‧‧螺栓
61‧‧‧旋轉傳達部
63‧‧‧空間部
65‧‧‧滾珠花鍵軸襯
67‧‧‧貫穿孔
68‧‧‧收容部
A‧‧‧軸旋轉線性馬達

Claims (5)

  1. 一種軸旋轉線性馬達，具備：線性馬達，具有直動軸；旋轉馬達，具有轉軸；直動轉軸，與上述直動軸平行並與上述轉軸同軸配置；直動傳達部，將上述直動軸的直動運動傳達至上述直動轉軸；及旋轉傳達部，將上述轉軸的旋轉運動傳達至上述直動轉軸，上述旋轉傳達部的一端固定在上述轉軸，另一端與上述直動轉軸連結，上述旋轉傳達部為設有空間部的筒狀的構件，上述空間部形成於上述直動轉軸的軸向，在直動轉軸側具有開口，可收容上述直動轉軸。
  2. 如請求項1記載的軸旋轉線性馬達，其中，上述直動轉軸為滾珠花鍵軸，上述旋轉傳動部為滾珠花鍵軸襯。
  3. 如請求項1或2記載的軸旋轉線性馬達，其中，進一步具有固定上述線性馬達與上述旋轉馬達的固定構件。
  4. 如請求項1或2記載的軸旋轉線性馬達，其中，在上述直動轉軸，形成有：朝軸向延伸的第1通路，及與上述第1通路連通的第2通路，在上述直動傳達部形成有與上述第2通路連通，到達至上述直動傳達部的外圍面為止的第3通路。
  5. 如請求項4記載的軸旋轉線性馬達，其中，上述直動傳達部具有上述直動轉軸插入的貫穿孔，在上述貫穿孔的內周圍面通過上述第3通路的位置設有凹部。
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