專利名稱：Xy工作臺動作執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
另外，在上述專利文獻l中，作為使中間板相對于固定板 向X方向僅進退任意量，使可動板相對于中間板向Y方向僅進退任意 量的機構(gòu)，表示了利用壓電元件的超聲波線性馬達。此超聲波線性馬 達，由通過壓電元件形成行波的固定件、和由金屬薄板形成而成為上 述固定件的行走面的可動件構(gòu)成。而且，上述固定件配置在形成于中間板上的收容室內(nèi)，另一方面，上述可動件在與固定件相向的位置安
裝在可動板或者固定板上，構(gòu)筑了向X方向的驅(qū)動機構(gòu)或者向Y方向 的馬區(qū)動才幾構(gòu)。
專利文獻l: WO2005/124789

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題另一方面，如果從對可動板的X方向及Y方向的移動給 予充分的推力和速度的觀點出發(fā)，則作為上述驅(qū)動機構(gòu)，可以考慮使 用由磁性構(gòu)件和線圏構(gòu)件構(gòu)成的線性馬達，但在此情況下，需要考慮 來自線圏構(gòu)件的放熱，將這樣的線圏構(gòu)件搭載在可動板或者固定板上， 將磁性構(gòu)件配置排列在中間板上。但是，上述中間板，因為具有游嵌 于固定板及可動板的各自的收容槽內(nèi)的矩形狀，與固定板及可動板相 比被形成得小一圏，所以，與此相應(yīng)地，中間板中的磁性構(gòu)件的配置 排列長度變短，也存在著相對于固定板而言的中間板的行程范圍、相 對于中間板而言的可動板的行程范圍受限制的問題。
為了解決課題的手段另外，由于中間板就X方向及Y方向而言形成為與固定 板和可動板同樣的大小，所以與將這樣的中間板形成為比固定板及可 動板小一圏的矩形狀的現(xiàn)有的情況相比較，能夠?qū)方向驅(qū)動機構(gòu)及 Y方向驅(qū)動4幾構(gòu)的4亍程范圍i殳定得大。另一方面，X方向及Y方向上 的可動板及固定板的大小與現(xiàn)有的沒有差異，僅是動作執(zhí)行器的高度 與平板狀的中間板的厚度相應(yīng)地稍微增加。即，根據(jù)本發(fā)明的XY工 作臺動作執(zhí)行器，與現(xiàn)有的XY工作臺動作執(zhí)行器相比較，動作執(zhí)行 器整體的尺寸幾乎沒有變更，能夠擴大可動板向X方向及Y方向的移 動范圍。
0012另外，由于X方向驅(qū)動才幾構(gòu)及Y方向驅(qū)動4幾構(gòu)i殳置在位 于中間板的表里的收容室內(nèi)，所以X方向驅(qū)動機構(gòu)和Y方向驅(qū)動機構(gòu)不會相互干涉，由于只要是能夠收納在上述收容室內(nèi)的尺寸，對x方
向驅(qū)動機構(gòu)及Y方向驅(qū)動機構(gòu)的尺寸就沒有任何制約，所以能夠容易 地謀求可動板的推力提高。



圖l是表示適用本發(fā)明的XY工作臺動作執(zhí)行器的第一實施方式 的立體圖。
圖2是表示第一實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器的固定板的立 體圖。
圖3是表示從第一實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器去除了可動 板的狀態(tài)的立體圖。
圖4是表示從第二實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器去除了可動 板的狀態(tài)的立體圖。
圖5是表示從第二實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器去除了可動 板、磁性構(gòu)件及線性導(dǎo)軌的立體圖。
具體實施例方式
為了實施發(fā)明的最好的方式圖5是表示從圖4所示的狀態(tài)再去除了一對線性導(dǎo)軌21 及磁性構(gòu)件172的狀態(tài)的XY工作臺動作執(zhí)行器101的圖。配置排列 在中間板上的各線圏構(gòu)件171是向由鐵等強磁性體形成的芯構(gòu)件上巻 繞線圈而形成的，這樣的芯構(gòu)件的前端經(jīng)微小的間隙與保持在可動板 5上的上述》茲性構(gòu)件172相向。線圏構(gòu)件171與三相交流電流的u相、 v相、w相對應(yīng)地設(shè)置，三個線圏構(gòu)件171成為一組，能夠在通三相 交流電流時產(chǎn)生移動磁場。在圖5所示的例子中，相對于中間板4， 二組六個的線圏構(gòu)件171沿Y方向配置排列。而且，基于這些線圏構(gòu) 件171產(chǎn)生的移動磁場，在上述磁性構(gòu)件172和線圏構(gòu)件171之間磁 吸引力或者磁排斥力起作用，能夠沿線圈構(gòu)件171的配置排列方向推 動^茲性構(gòu)件172。[0041另外，圖4及圖5表示在中間板4的表面?zhèn)?，即面向可?板5的一側(cè)的結(jié)構(gòu)，但在這樣的中間板4的里面?zhèn)?，即面向固定? 的一側(cè)也配設(shè)了一對線性導(dǎo)軌21，相對于固定板2,中間板4能夠自 由向X方向運動。另外，相對于固定板2向X方向驅(qū)動中間板4的X 驅(qū)動馬達，與上述Y驅(qū)動馬達107同樣，是由磁性構(gòu)件及線圏構(gòu)件構(gòu) 成的同步型線性馬達，線圏構(gòu)件被固定在中間板4的里面?zhèn)?，磁性?gòu) 件被固定在固定板2上。因為如果在中間板4和可動板5之間產(chǎn)生溫度差，則各板 4、 5產(chǎn)生與自己的溫度相應(yīng)的熱膨脹，所以上述的線性導(dǎo)軌21的負 載滾道槽22和可動板5的滾道槽30的距離將變化，有時該距離變得 過小，對線性導(dǎo)軌21的滾珠過度地作用預(yù)壓，另外，有時該距離變得 過大，滾珠脫離負載滾道槽22或者滾道槽30。這種情況對于中間板4 和固定板2的關(guān)系而言也是同樣的。
[0049在此實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器101中，由于固定 在可動板5上的一對側(cè)壁20a從外側(cè)夾入固定在中間板4上的一對線 性導(dǎo)軌21,所以在中間板4的熱膨脹量比可動板5的大的情況下，存 在對線性導(dǎo)軌21的滾珠作用過度的預(yù)壓的傾向，另一方面，在可動板 5的熱膨脹量比中間板4的大的情況下，存在滾珠容易脫離負載滾道 槽22或者滾道槽30的傾向。
[00501如果從防止對在可動板5和中間板4之間存在的滾珠作用 起因于這些板4、 5的熱膨脹的過度的預(yù)壓的觀點出發(fā)，預(yù)計因熱膨脹 而引起的預(yù)壓增加，只要預(yù)先在XY工作臺動作執(zhí)行器101的組裝時，對負載滾道槽22和滾道槽30之間賦予比滾珠直徑稍微大的距離即可。 但是，如果組裝時進行這樣的設(shè)定，則在可動板5和中間板4的熱膨 脹量的關(guān)系逆轉(zhuǎn)時，滾珠容易脫離負載滾道槽22或者滾道槽30。即， 在可動板5和中間板4的溫度差向正/負雙方向變化的情況下，負載滾 道槽22和滾道槽30的距離的變動量自然變大。因此，為了抑制負載 滾道槽22和滾道槽30的距離的變動量，需要抑制線性馬達的線圏構(gòu) 件171的發(fā)熱量，對該線圏構(gòu)件171不能通大的電流。
[0051但是，在本發(fā)明的XY工作臺動作執(zhí)行器101中，因為將 線性馬達的171配設(shè)在中間板4上，所以如上所述，在運轉(zhuǎn)時及停止 時雙方，中間板4的溫度與可動板5或固定板2相比都變高，從運轉(zhuǎn) 時到停止時，能夠?qū)⒇撦d滾道槽22和滾道槽30的距離的變動抑制得 小。因此，與對可動板、固定板配設(shè)了線圏構(gòu)件的現(xiàn)有的XY工作臺 動作執(zhí)行器相比較，在本發(fā)明的XY工作臺動作執(zhí)行器101中，能夠 對XY工作臺動作執(zhí)行器17通大的電流，與此相應(yīng)地能夠以大的推力 將可動板向X方向及Y方向推動。
[00521可是，如果由于線圈構(gòu)件171的發(fā)熱而使中間板4的溫度 變得比可動板5的溫度極端地高，中間板4的熱膨脹量大大地超過可 動板5的熱膨脹量，則擔(dān)心對線性導(dǎo)軌21的滾珠作用過度的預(yù)壓，產(chǎn) 品壽命顯著降低。
0053因此，在本實施方式的XY工作臺動作執(zhí)行器101中，以 配設(shè)了線圏構(gòu)件171的中間板4的線膨脹系數(shù)比配設(shè)了磁性構(gòu)件172 的可動板5的線膨脹系數(shù)小的方式，選定了這些板2、 4、 5的材質(zhì)。 另外，固定板及可動板的線膨脹系數(shù)以比一般碳鋼的線膨脹系數(shù)10x 10" (pm/m/°C )小的方式選定。具體地說，作為中間板使用線膨脹系 數(shù)為0.8 x l(T6 ( nm/m/。C )的低膨脹鑄件，另一方面，作為固定板及 可動板，使用線膨脹系數(shù)為2.5 x l(T6 ( pm/m/'C )的低膨脹鑄件。由 此，能夠抑制可動板和中間板之間、固定板和中間板之間的晃蕩，同 時能夠防止對滾珠作用過度的預(yù)壓，能夠使可動板精度良好地向X方 向及Y方向移動。
權(quán)利要求
1.一種XY工作臺動作執(zhí)行器，所述XY工作臺動作執(zhí)行器由固定板(2)、疊置在該固定板(2)上同時相對于該固定板(2)向X方向自由移動的中間板(4)、疊置在該中間板(4)上同時相對于該中間板(4)向Y方向自由移動的可動板(5)、相對于上述固定板(2)向X方向推動中間板(4)的X方向驅(qū)動機構(gòu)、相對于上述中間板(4)向Y方向推動上述可動板(5)的Y方向驅(qū)動機構(gòu)(7)構(gòu)成；上述固定板(2)及可動板(5)具有經(jīng)收容槽(20)相向的一對側(cè)壁(20a)而分別形成為大致槽狀，另一方面，上述中間板(4)形成為大致平板狀；通過使上述固定板(2)及可動板(5)的收容槽(20)與上述中間板(4)相向地將上述三者疊置，在固定板(2)和中間板(4)之間形成上述X方向驅(qū)動機構(gòu)的收容室(60)，同時，在中間板(4)和可動板(5)之間形成上述Y方向驅(qū)動機構(gòu)(7)的收容室(70)。
2. 如權(quán)利要求1所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，上述X方向驅(qū)動機構(gòu)及Y方向驅(qū)動機構(gòu)是由磁性構(gòu)件(71)和與此磁性構(gòu)件(71)相向的線圏構(gòu)件(72 )構(gòu)成的線性馬達，上述磁性構(gòu)件(71)配設(shè)在中間板(4)上，另一方面，線圏構(gòu)件(72)配置在固定板(2)及可動板(5)的收容槽(20)內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，上述X方向驅(qū)動機構(gòu)及Y方向驅(qū)動機構(gòu)(107)是由》茲性構(gòu)件(172)和與此磁性構(gòu)件(172)相向的線圏構(gòu)件(171)構(gòu)成的線性馬達，上述X方向驅(qū)動4幾構(gòu)及Y方向驅(qū)動才幾構(gòu)的線圏構(gòu)件(171)共同配i殳在上述中間板(4)上，另一方面，上述X方向驅(qū)動機構(gòu)的磁性構(gòu)件(172)配設(shè)在固定板(2)上，上述Y方向驅(qū)動機構(gòu)的磁性構(gòu)件(172)配設(shè)在可動板(5)上。
4. 如權(quán)利要求3所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，沿線性馬達的推動方向的上述線圏構(gòu)件(171 )的配設(shè)長度，比相向的磁性構(gòu)件(172)的配設(shè)長度大。
5. 如權(quán)利要求3所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，配設(shè)了上述線圏構(gòu)件(171)的中間板(4)的線膨脹系數(shù)比配設(shè)了上述磁性構(gòu)件(172)的固定板(2)或者可動板(5)的線膨脹系數(shù)小。
6. 如權(quán)利要求3所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，對上述X方向驅(qū)動機構(gòu)及Y方向驅(qū)動機構(gòu)的線圏構(gòu)件(171)供電的供電線，被收納在一塊撓性印刷基板內(nèi)，從上述中間板(4)引出。
7. 如權(quán)利要求5所述的XY工作臺動作執(zhí)行器，其特征在于，上述固定板(2)、可動板(5)及中間板(4)的線膨脹系數(shù)小于10x 10-6(mm/m/。C )。
全文摘要
一種XY工作臺動作執(zhí)行器，能夠以充分的推力使可動板(5)在XY平面內(nèi)自由移動且能夠定位，同時能夠簡單地且以低成本制作，所述XY工作臺動作執(zhí)行器通過疊置固定板(2)、中間板(4)、可動板(5)構(gòu)成，其中，在上述固定板(2)和中間板(4)之間配置相對于上述固定板(2)向X方向推動中間板(4)的X方向驅(qū)動機構(gòu)，另一方面，在上述中間板(4)和可動板(5)之間設(shè)置相對于中間板(4)向Y方向推動可動板(5)的Y方向驅(qū)動機構(gòu)(7)，通過將形成為大致槽狀的固定板(2)及可動板(5)和大致平板狀的中間板(4)疊置，在固定板(2)和中間板(4)之間形成了上述X方向驅(qū)動機構(gòu)的收容室(60)，在中間板(4)和可動板(5)之間形成了上述Y方向驅(qū)動機構(gòu)的收容室(70)。
文檔編號G12B5/00GK101681683SQ20088001813
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者木村吉宏, 淺生利之, 石井正志 申請人:Thk株式會社