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HINTERGRUND
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen drehwellenartigen Linearantriebsmotor und eine drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit, die es einem angetriebenen Objekt ermöglichen, sich zu drehen und sich linear zu bewegen.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Linearantriebsmotoren, die mittels elektromagnetischer Induktion arbeiten, weisen kompakte Gehäuse auf und können schnelle Bewegungen im Vergleich zu mechanischen Aktuatoren ausführen, die beispielsweise mit Kugelumlaufspindel-Mechanismen arbeiten. Zum Beispiel sind viele Chip-Montagevorrichtungen (Elektronik-Bauteilmontage-Vorrichtungen) in Halbleiterherstellungs-Anlagen mit stabförmigen bzw. tubularen Linearantriebsmotoren ausgestattet. Ein stabförmiger bzw. tubularer Linearantriebsmotor umfasst eine Stange, die Permanentmagneten und Spulen aufweist, welche die Stange umgeben. Ferner erzeugt er einen Schub für die Stange in ihrer axialen Richtung aufgrund von elektromagnetischer Induktion, die durch ein Magnetfeld bewirkt wird, das durch Permanentmagneten und durch einen Spulen-durchfließenden Strom verursacht wird, wodurch die Stange sich linear bewegt.
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Jüngst wurde eine große Anzahl von Techniken zur Verbesserung eines Gelenk- bzw. Verbindungsmechanismus mit einer Kugelnut und einem Lager vorgeschlagen, der einen Drehmomenterzeuger für einen Rotationsmotor an einen Schuberzeuger in einem Linearantriebsmotor anschließt, um Linearantriebsmotoren dazu zu bringen, beides, rotierende und lineare Bewegungsfunktionen, auszuführen.
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Ein Beispiel für offenbarte Techniken, die sich auf Linearantriebsmotoren beziehen, welche rotierende und lineare Bewegungen ausführen können, ist ein Aktuator mit zwei Freiheitsgraden (siehe
japanisches Patent Nr. 3 300 465 ). Dieser Aktuator enthält eine Drehwelle, die eine lineare Welle und eine Keil- bzw. Rillennut in Teilen ihres Umfangs aufweist, und ein Rillenführungslager aufweist, das mit der Rillennut in Eingriff kommt.
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Ein weiteres Beispiel ist ein linearer Aktuator, der ein zweites Wellenelement aufweist, das parallel zu einer Stange eines Linearantriebsmotors angeordnet ist (siehe
japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2010-57 357 ). In diesem linearen Aktuator bzw. Stellantrieb sind die Enden der Stange und des zweiten Wellenelements miteinander durch ein erstes Verbindungsglied verkoppelt, so dass das zweite Wellenelement sich linear in Bezug auf die lineare Bewegung der Stange bewegt. Das zweite Verbindungselement verbindet das zweite Wellenelement mit einem Gehäuse in der Weise, dass das zweite Wellenelement sich linear bewegen kann, sich aber nicht um die Achse der Stange drehen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Leider ist es wegen ihrer komplizierten Verbindungs-Mechanismen für beide oben beschriebenen Techniken schwierig, den Aufbau von kompakten, platzsparenden und leichtgewichtigen Bauweisen von Linearantriebsmotoren zu unterstützen.
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Jüngst ist ein kompakter Linearantriebsmotor entwickelt worden, bei dem eine zentrale Welle linear beweglich, aber nicht drehbar ist; und eine Drehwelle ist parallel zu der Zentralwelle vorgesehen, um sich in Bezug auf die Bewegung der Zentralwelle zu drehen. Aber dieser kompakte Linearantriebsmotor erfordert auch ein Verbindungselement, das die zentrale Welle mit der Drehwelle verbindet, was zu einem Nachteil im Hinblick auf die kompakte, platzsparende und leichte Bauweise von Linearantriebsmotoren werden könnte.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem obigen Nachteil, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen drehwellenartigen Linearantriebsmotor und eine drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit bereitzustellen, die es einem beweglichen Element ermöglichen, zu rotieren und linear sich zu bewegen durch Verwenden einer einfachen Struktur, und daher ein kompaktes, platzsparendes und leichtgewichtiges Design unterstützen zu können.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen drehwellenartigen Linearantriebsmotor und eine drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit bereitzustellen, die eine hohe Leistung bei geringen Kosten erreichen, und die eine hervorragende Wärmeableitung aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein drehwellenartiger Linearantriebsmotor ein hohles bewegliches Element, einen Anker und einen Rahmen auf.
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Das hohle bewegliche Element enthält eine Welle und einen äußeren Zylinder, und eine Vielzahl von Permanentmagneten sind innerhalb des äußeren Zylinders bzw. Außenzylinders angeordnet. Der Anker bzw. das Ausrüstungsteil (Engl. armature) umgibt das hohle bewegliche Element und weist eine Vielzahl von Spulen auf. Der Rahmen enthält den Anker. Die Welle wird durch eine drehbare und linear bewegbare Linearführung gestützt.
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Bei dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann er, da die Welle, welche als bewegliches Element wirkt, durch die drehbare und linear bewegbare Linearführung gestützt bzw. gelagert wird, sich drehbar und linear bewegen. Folglich kann der drehwellenartige Linearantriebsmotor eine kompakte, platzsparende und leichte Bauweise durch Verwendung einer einfachen Struktur unterstützen.
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KURZEBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt die Vorderseite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Rahmen geöffnet ist.
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3 zeigt die bewegliche Seite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß der ersten Ausführungsform.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Erreger-Abschnittes in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht der inneren Struktur des hohlen beweglichen Elements in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Hohlnutwelle in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Permanentmagneten in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Magnet-Andrückers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor der ersten Ausführungsform.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten hohlen Endteils in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten hohlen Endteils in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ankers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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12 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmens in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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13 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmens und des Ankers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform.
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14 zeigt die Vorderseite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß der ersten Ausführungsform.
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15A und 15B sind Querschnittsansichten, die die Luftströmung in dem hohlen beweglichen Element in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform zeigen.
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16 zeigt eine perspektivische Ansicht eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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17 zeigt eine perspektivische Ansicht eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachstehend wird eine Beschreibung des drehwellenartigen Linearantriebsmotors gemäß erster und zweiter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und einer drehwellenartigen Linearantriebsmotor-Einheit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
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Drehwellenartige Linearantriebsmotoren in den ersten und zweiten Ausführungsformen, und eine drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit in der dritten Ausführungsform weisen jeweils eine Welle auf, die durch eine drehbare und linear bewegliche Linearführung gestützt bzw. getragen ist.
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Nach dem ersten bis dritten Ausführungsformen, kann die Welle, welche als bewegliches Element wirkt, sich drehen und linear bewegen. Folglich können die Linearantriebsmotoren vom Drehwellentyp und die Linearantriebsmotor-Einheit vom Drehwellentyp kompakte, platzsparende und leichte Bauweisen durch Verwendung einer einfachen Struktur unterstützen.
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[Erste Ausführungsform]
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(Konfiguration des drehwellenartigen Linearantriebsmotors)
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Zunächst wird eine Beschreibung einer Konfiguration eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der ersten Ausführungsform. 2 zeigt die Vorderseite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der ersten Ausführungsform, wenn der Rahmen geöffnet ist. 3 zeigt die bewegliche Seite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der ersten Ausführungsform. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Erreger-Abschnitts bzw. Bereichs in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform. Begriffe ”Spitze” und ”Basisende”, welche hier verwendet werden, repräsentieren ein linkes Ende bzw. ein rechtes Ende des in 1 gezeigten drehwellenartigen Linearantriebsmotors. Zusätzlich repräsentiert ein Begriff ”axiale Richtung” eine Richtung entlang welcher sich der drehwellenartige Linearantriebsmotor erstreckt.
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, enthält ein drehwellenartiger Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform einen Erreger-Abschnitt 1, einen Anker 2 und einen Rahmen 3, als bewegliches Element, einen Stator sowie ein Gehäuse.
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Wie in 4 gezeigt, ist der Erreger-Abschnitt 1 aus einem hohlen bewegbaren Element gebildet. Das hohle bewegliche Element 1 bzw. Bauteil weist eine Welle 10A und einen äußeren Zylinder 11 auf.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht der inneren Struktur des hohlen beweglichen Elements in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Hohlnutwelle in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in 5 gezeigt, wird die Welle 10A in der ersten Ausführungsform von einer Hohlnutwelle gebildet. Wie in den 3 und 6 gezeigt, entspricht die Hohlnutwelle 10A einem Kurzrohrteil und weist zwei Kugelaufnahme bzw. -laufrillen 12 und 12 an Stellen auf, die einander in radialer Richtung gegenüberliegen. Jede Kugelaufnahmerille 12 erstreckt sich linear bzw. geradlinig und sein vertikaler Querschnitt hat eine kreisförmige Form, um das Rollen einer Kugel in einer Kugelnutwellen-Buchse 10B zu erleichtern, wie dies weiter unten beschrieben wird. Die Hohlnutwelle 10 hat eine Buchse 13, die an der Basisendseite ausgebildet ist, und die Buchse 13 ist in ein erstes hohles Endteil 18 eingeführt, das unten weiter beschrieben wird.
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Ein Luftschlauch zur Luftzufuhr ist mit dem hohlen Abschnitt des Hohlnutwelle 10A verbindbar. Beispiele für einen Mechanismus zum Verbinden des Luftschlauches umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, einen Hahn und ein Loch, mit dem der Luftschlauch verbunden wird.
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Beispiele für ein Material der Hohlnutwelle 10A umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, einen austenitischen rostfreien Stahl und andere nichtmagnetische Metalle.
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Beispiele für ein Material des äußeren Zylinders 11 umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, einen austenitischen rostfreien Stahl und andere nichtmagnetische Metalle.
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Permanentmagneten in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 5 und 7 gezeigt, sind Permanentmagnete 14 in dem äußeren Zylinder 11 in axialer Richtung angeordnet. Jeder Permanentmagnet 14 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form. Außerdem wird eine gerade Nut 15a mit einem rechteckigen Querschnitt in den Umfängen der Permanentmagnete 14 in ihrer axialen Richtung gebildet.
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Die Permanentmagnete 14 sind bei dieser Ausführungsform derart angeordnet, dass gleiche Magnetpole einander gegenüberliegen (z. B. N und N oder S und S). Um die magnetischen Pole in dieser Weise anzuordnen, ist ein Abstandshalter 16, der aus einem weichenmagnetischen Material hergestellt ist, zwischen jedem benachbarten Paar der Permanentmagnete 14 angeordnet. Der Abstandshalter 16 hat im Wesentlichen die gleiche Form wie ein Permanentmagnet 14, und ist kürzer als er in der axialen Richtung ist.
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Magnet-Andrückers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 5 und 8 gezeigt, sind Magnet-Andrücker 17 und 17 jeweils in einer C-Form ausgebildet, und sind an beiden Enden der Anordnung der Permanentmagnete 14 mit den Abstandhaltern 16 dazwischen vorgesehen. Jeder Magnet-Andrücker 17 hat eine gerade Nut 15b. Die Magnet-Andrücker 17 und 17 reduzieren die Abstoßung zwischen den Permanentmagneten 14 durch die Federkräfte, wodurch die Effizienz eines Verfahrens zum Anordnen der Permanentmagnete 14 erhöht wird. Jeder Magnet-Andrücker 17 ist beispielsweise aus einem weichmagnetischen Material gefertigt, wie etwa einem Federstahl; jedoch gibt es keine Beschränkung für das Material der Magnet-Andrücker 17 und 17.
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten hohlen Endteils in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten hohlen Endteils in de drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 5, 9 und 10 gezeigt, sind das erste hohle Endteil 18 und ein zweites hohles Endteil 19 an jeweiligen äußeren Enden der Magnet-Andrücker 17 und 17 vorgesehen. Genauer gesagt, ist das erste hohle Endteil 18 zwischen der Hohlnutwelle 10a angeordnet und dem Magnet-Andrücker 17 angeordnet, der auf der Seite der Spitze angeordnet ist.
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Wie in 9 gezeigt, hat das erste hohle Endteil 18 eine zylindrische Form mit einer Stufe. Ein Buchsenabschnitt 18a ist auf der Seite des Basisendes des ersten hohlen Endteils 18 ausgebildet, und der Buchsenabschnitt 18a ist in einen entsprechenden Magnet-Andrücker 17 bzw. 17 eingesetzt. Die Buchse 13 der Hohlnutwelle 10A ist ein hohles Teilstück 18b des ersten hohlen Endteils 18 eingefügt.
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Wie in 9 gezeigt, hat das zweite hohle Endteil 19 eine zylindrische Form mit einer Stufe. Eine Buchse 19a ist auf der Spitzenseite des zweiten hohlen Endteils 19 ausgebildet, und die Buchse 19a ist in einen entsprechenden Magnet-Andrücker 17 bzw. 17 eingesetzt.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, enthält der äußere Zylinder 11 die Permanentmagnete 14, den Abstandshalter 16, die Magnet-Andrücker 17 und 17, das erste hohle Endteil 18 und das zweite hohle Endteil 19, und deckt diese ab.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ankers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 1 bis und 11 gezeigt, hat der Anker 2 Spulen 20 und eine magnetische Trommel 40.
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Der Umfang des äußeren Zylinders 11 in dem hohlen beweglichen Element 1 wird durch die angeordneten Spulen 20 bedeckt (siehe 4). Wie oben beschrieben, sind die Permanentmagnete 14, die derart angeordnet sind, dass gleiche Magnetpole einander gegenüberliegen, in dem äußeren Zylinder 11 enthalten (siehe 5).
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Jede Spule 20 ist als eine zylindrische, ringförmige Spule ausgebildet, und ein isolierender Abstandshalter 21 ist zwischen jedem benachbarten Paar von Spulen 20 angeordnet.
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Zylindrische Führungsträger-Trommeln bzw. -Walzen 22 und 22 sind an beiden Enden der Anordnung der Spulen 20 vorgesehen. Jede Führungsträger-Trommel 22 enthält eine Führungsbuchse (nicht gezeigt) für das hohle bewegliche Element 1. Die Führungsbuchse kann in dem Rahmen 3 enthalten sein, der nachfolgend beschrieben wird.
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Die Spulen 20 sind in axialer Richtung angeordnet, um somit sequentiell den U-, V- und W-Phasen einer Dreiphasen-Wechselstromquelle zu entsprechen; und die jeweiligen Spulen 20, die zu den u, v und w-Phasen passen, sind mit Leitungs-Drähten verbunden.
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Die magnetische Trommel bzw. Walze 40 ist ein zylindrisches magnetisches Metallelement, das mit einer geraden Öffnung 41 versehen ist, die entlang der axialen Richtung ausgebildet ist. Die magnetische Trommel 40 in dieser Ausführungsform ist in einer zylindrischen Form ausgebildet; jedoch gibt es keine Beschränkung bezüglich der Form der magnetischen Trommel 40, und sie kann alternativ eine rechteckige Form oder eine andere Form haben. Die magnetische Trommel 40 deckt die Umfange der Spulen 20 ab. Die Spulen 20 in der magnetischen Trommel 40 werden durch den Führungsträger-Trommeln bzw. -Walzen 22 und 22 getragen bzw. gestützt.
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Die Länge der magnetischen Trommel 40 ist größer eingestellt als die Gesamtlänge der Permanentmagneten 14 in dem hohlen beweglichen Element 1, welche in den Spulen 20 anzuordnen sind. Im genaueren Detail, ist die Länge der magnetischen Trommel 40 gleich oder größer als die Summe der doppelten Hublänge des hohlen beweglichen Elements 1 und der Gesamtlänge der Permanentmagnete 14.
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Die magnetische Trommel 40 verschließt einen großen Teil der Permanentmagnete 14 in dem hohlen beweglichen Element 1, wodurch eine Funktion zum Reduzieren des Streuflusses der Permanentmagnete 14 erfüllt wird. Die gerade Öffnung 41 in der magnetischen Trommel 40 definiert einen Raum, durch den die Leitungsdrähte der Spulen 20 gehen, und funktioniert als ein Kühlkanal.
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Die magnetische Trommel 40 hat in der ersten Ausführungsform eine im Wesentlichen zylindrische Form. Die gerade Öffnung 41 ist in dieser Ausführungsform als ein Schlitz in dem oberen Bereich der magnetischen Trommel 40 entlang der axialen Richtung ausgebildet. Die gerade Öffnung 41 wird nur in dem oberen Bereich der magnetischen Trommel 40 ausgebildet; jedoch kann sie auch in dem unteren Teil der magnetischen Trommel 40 ausgebildet werden.
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Die magnetische Trommel 40 besteht zum Beispiel aus einem auf Eisen basierendes magnetisches Material, wie einem Kohlenstoffstahl für Maschinenbauzwecke. Bevorzugt wird aus Sicht der Kosten und Leistung die magnetische Trommel 40 aus Siliziumstahl durch Blechbearbeitung oder Pressformen hergestellt; jedoch gibt es keine Beschränkung für das Material der magnetischen Trommel 40.
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12 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmens in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht des Rahmens und des Ankers in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 1 bis 3 und 12 gezeigt, ist der Rahmen 3 ein rechteckiges rahmenförmiges Element, das den Erreger-Abschnitt 1 und den Anker 2 bzw. das Ausrüstungsteil (Engl. armature) enthält. Der Rahmen 3 deckt die oberen und unteren Abschnitte des Ankers 2 in der radialen Richtung und die beiden Enden des Ankers 2 in axialer Richtung ab. Ein Rahmen-Hauptkörper 30 im Rahmen 3, der als Rechteckrahmen fungiert, enthält einen oberen Rahmen 31, einen unteren Rahmen 32 und Endrahmen 33 und 34, die in ihrer Längsrichtung angeordnet sind (d. h. in der axialen Richtung). Der Rahmen-Hauptkörper 30 ist in beiden Stirnflächen entlang der Querrichtung geöffnet.
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Es wird bevorzugt, dass das bildende Material des Rahmens 3 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aus Sicht der Verarbeitung-Einfachheit besteht; jedoch besteht keine Beschränkung auf das Material des Rahmens 3. Der Rahmen 3 kann leicht durch Kunststoff-Verarbeitung, wie etwa einer Extrusions-Verarbeitung, geformt werden.
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Die Endrahmen 33 und 34, die an beiden Enden des Rahmenhauptkörpers 30 in Längsrichtung (d. h. axialer Richtung) vorgesehen sind, haben Durchgangslöcher 51 bzw. 52. Das hohle bewegliche Element 1 durchdringt die Durchgangslöcher 51 und 52.
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Wie in den 3 und 13 gezeigt, ist ein drehbares Lager 10C an dem Durchgangsloch 51 in der Endrahmen 33 angebracht. Die Kugelnutbuchse 10B wird durch die drehbare Lagerung 10C abgestützt bzw. getragen. Die Kugelnutbuchse 10B führt bzw. leitet die lineare Bewegung der Hohlnutwelle 10A in dem hohlen bewegbaren Element 1 unter Verwendung einer Kugel (nicht gezeigt), die darin installiert ist, wodurch ein Kugelnutmechanismus konfiguriert wird. Die Kugelnutbuchse 10B und die drehbare Lagerung 10C sind miteinander integriert.
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Wie in den 1, 2, 12 und 13 gezeigt, wird der Basisendabschnitt des hohlen beweglichen Elements 1 durch ein drehbares Lager 10D getragen, das an einem Blockelement 53 befestigt ist, welches in einer quadratischen Pol-Form ausgebildet ist. Das Blockelement 53 ist entlang eines Basisende-Rahmens 34 angeordnet. Das obere Ende des Blockelements 53 ist mit einem sich erstreckenden Element 54 verbunden, das entlang des oberen Rahmens 31 des Rahmenhauptkörpers 30 vorgesehen ist.
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Das sich erstreckende Element 54 ist in Richtung des Rahmens 3 gefaltet und wird durch das Blockelement 53 gestützt. Das sich erstreckende Element 54 ist verschiebbar an einem Führungsblock 55 angeordnet, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist. Ein linearer Wertegeber 56 ist auf dem sich erstreckenden Element 54 vorgesehen. Der lineare Wertegeber 56 erfasst die Position des beweglichen Elements 1 und gibt Informationen bezüglich der detektierten Position aus.
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Bevorzugt soll der lineare Wertegeber 56 an einer Stelle fern vom Anker 2, der die Spulen 20 enthält, angeordnet sein, um den Einfluss des Magnetismus und der Wärme zu verringern. Der lineare Wertegeber 56 kann jede beliebige Art von System verwenden, wie etwa ein System von magnetischer oder optischer Art verwenden. Es wird bevorzugt, dass das bewegliche Teil bzw. Element des linearen Wertegebers 56 an einer Stelle auf oder nahe der linearen Führung angeordnet wird, genauer gesagt an oder nahe zu einer LM-Führung oder Kugelnutwelle, um einen stabilen Antrieb und hohe Leistungsfähigkeit sicherzustellen.
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Der obere Rahmen 31 des Rahmenhauptkörpers 30 ist mit einem langen Durchgangsloch 60 versehen. Die lange Durchgangsöffnung 60 definiert einen Raum, durch den die Anschlussdrähte mit den Spulen 20 verbunden sind, und dient als Raum, durch den eine Verbindungsklemme 23 durchgeführt ist. Die lange Durchgangsbohrung 60 funktioniert auch eine Kühlluftkanal.
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Jede der Innenflächen des oberen Rahmens 31 und des unteren Rahmens 32 in dem Rahmenhauptkörper 30 weist Ausnehmungen 35 und Vorsprünge 36 auf, die abwechselnd darin entlang der axialen Richtung ausgebildet sind; die Ausnehmungen 35 und die Vorsprünge 36 sind konfiguriert, um einen Kühlkanal zu schaffen und die magnetische Trommel 40 zu fixieren. Wegen ihrer ungleichmäßigen Innenflächen, treten der obere Rahmen 31 und der untere Rahmen 32 teilweise in Kontakt mit der magnetischen Trommel 40. Die magnetische Trommel 40 ist an den Kontaktabschnitten der Vorsprünge 36 mit einem Füllmaterial 70 befestigt, wie etwa mit einem Klebstoff oder Formmaterial, und der Anker 2, welcher die Spulen 20 enthält, wird durch Wärmeübertragung in den Kontaktbereichen abgekühlt. Die Ausnehmungen 35, die nicht in Kontakt mit der magnetischen Trommel 40 sind, dienen als Kühlkanal. Die Aussparungen 35 in dem oberen Rahmen 31 und die Ausnehmungen 35 in dem unteren Rahmen 35 sind leicht voneinander in der axialen Richtung verschoben, um somit zumindest einander zu überlappen, wodurch ein im Wesentlichen spiralförmiger Kühlkanal zwischen der magnetischen Trommel 40 und dem Rahmen 3 konfiguriert wird.
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Der obere Rahmen 31 und der untere Rahmen 32 in dem Rahmenhauptkörper 30 sind mit Abgriffen (Durchgangslöcher) 61 und 62 als Auslass und Einlass versehen, über welche Kühlluft in den im Wesentlichen spiralförmigen Kühlkanal strömt. Die Abgriffe 61 und 62 in dem oberen Rahmen 31 und der untere Rahmen 32 sind jeweils von der Mitte ihres Körpers verschoben und an im Wesentlichen gegenüberliegenden Ecken positioniert. Der Abgriff 61 steht in Verbindung mit dem Inneren eines kurzen Rohres 63; der Abgriff 62 steht in Verbindung mit dem Inneren eines kurzen Rohres 64. In dieser Ausführungsform dient das kurze Rohr 64 in dem unteren Rahmen 32 als Einlass für die Kühlluft und die kurze Rohrleitung 63 in dem oberen Rahmen 31 dient als Auslass für die Kühlluft; jedoch kann die Anordnung von Einlass und Auslass umgekehrt werden.
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14 zeigt die Vorderseite des drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der ersten Ausführungsform.
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Wie in den 1 und 2 sowie 12 bis 14 gezeigt, sind Schraubendurchgangslöcher 82 und 82 an beiden Enden eines jeden oberen Rahmens 31 und unteren Rahmens 32 ausgebildet, und Stifte bzw. Bolzen 81 gehen hindurch und werden an den entsprechenden Schraubendurchgangslöcher 82 befestigt. In dem Fall, wo der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 dieser Ausführungsform unter Verwendung einer einachsigen oder mehrachsigen Aktuator-Einheit implementiert werden, werden die Bolzen 81 mit den entsprechenden Schraubendurchgangslöchern 82 mit Dichtungsplatten 80 und 80 dazwischen befestigt ist, so dass die Öffnungen in beiden Endflächen des Rahmenhauptkörpers 30 in der Querrichtung geschlossen sind.
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(Betrieb des drehwellenartigen Linearantriebsmotors)
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines Betriebs des drehwellenartigen Linearantriebsmotors 100 in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 15 gegeben.
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Wie in den 1 bis 4 gezeigt, sind in dem Erregungsabschnitt (hohles bewegliches Element) 1 des drehwellenartigen Linearantriebsmotors 100 in der ersten Ausführungsform die Permanentmagnete 14 in dem äußeren Zylinder 11 angeordnet, so dass gleiche Magnetpole in axialer Richtung einander entgegenstehen (z. B. N und N oder S und S). Der Anker 2 ist vorgesehen, um das hohle bewegliche Element 1 mit den Permanentmagneten 14 zu umgeben, und die Spulen 20 sind innerhalb des Ankers 2 in der axialen Richtung angeordnet. Die angeordneten Spulen 20 entsprechen sequentiell den U-, V- und W-Phasen der dreiphasigen Wechselstromquelle, und die Dreiphasen-Wechselstromquelle speist Ströme durch die Spulen 20 für die U-, V- und W-Phasen während die Phasen verschoben werden.
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Der Anker 2 bzw. das Ausrüstungsteil (Engl. armsture) fungiert als Stator und das hohle bewegliche Element 1 bewegt sich linear innerhalb des Ankers 2. Insbesondere im drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 dieser Ausführungsform fließen Ströme durch die Spulen 20 in den Anker 2, um somit den durch die Permanentmagnete 14 in dem hohlen beweglichen Element 1 erzeugten Magnetfluss zu durchqueren. Wenn der magnetische Fluss, der durch die Permanentmagnete 14 erzeugte wird, die Ströme kreuzt bzw. durchquert, welche durch die Spulen 20 in den Anker 2 fließen, übt der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in dieser Ausführungsform einen Schub aus, der mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion erzeugt wird, auf die Permanentmagnete 14 in die axiale Richtung, wodurch sich das bewegliche hohle Element 1 linear bzw. geradlinig bewegt.
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Wie in den 1 bis 6 gezeigt, rollen die Kugeln der Kugelnutbuchse 10B entlang der Kugelaufnahme-Nuten 12 und 12 der Hohlnutwelle 10A in dem hohlen beweglichen Element 1. Die Hohlnutwelle 10A bewegt sich dabei linear und schnell.
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Die Kugelnutbuchse 10B wird durch das drehbare Lager 10C getragen, das an dem Endrahmen 33 des Rahmens 3 befestigt ist. Dadurch kann, mittels Antrieb der Kugelnutbuchse 10B mit einem Gurt, der mit einem Drehmotor (nicht gezeigt) verbunden ist, die Hohlnutwelle 10A zusammen mit der Kugelnutbuchse 10B gedreht werden.
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Da nur das hohle bewegliche Element 1 beweglich ist, kann ein linearer Sensor sowohl vom optischen wie auch vom magnetischen Typ verwendet werden. Obwohl das hohle bewegliche Element 1 sich drehen kann und sich linear bewegt, werden andere Komponenten, die für diese lineare Bewegung benötigt werden, vom Drehen zurückgehalten.
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Die Verbesserung der Anordnung sowohl der Kugelnutbuchse 10B wie auch des drehbaren Lagers 10C ermöglicht es dem hohl beweglichen Element 1, sich zu drehen und sich linear zu bewegen; somit wird zu kompakten und platzsparenden Bauformen von Linearantriebsmotoren beigetragen.
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Das hohle bewegliche Element 1 wird von einem drehbaren und linear beweglichen Mechanismus gestützt bzw. getragen, aber es kann ein Kugelnutmechanismus je nach Anwendung, anstelle des obigen Mechanismus, verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich, die Qualität des Antriebs zu verbessern und dessen Lebensdauer zu verlängern.
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Ein drehwellenartiger Antriebsmotor, der die hohle Kugelnutwelle 10A dreht, kann willkürlich angebracht und installiert werden. Dies erhöht die Flexibilität der System-Designs und -Konfigurationen.
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Wie in den 11 bis 13 gezeigt, sind in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform die Spulen 20 für die U-, V- und W-Phasen in der magnetischen Trommel 40, die eine gerade Öffnung (Schlitz) 41 aufweist, der entlang der axialen Richtung ausgebildet ist. Die Leitungsdrähte bzw. -kabel der Spulen 20 für die U-, V- und W-Phasen sind innerhalb des Rahmens 3 angeordnet, während sie vom Inneren der magnetischen Trommel 40 zu deren Außenseite durch die gerade Öffnung (Schlitz) 41 geleitet werden.
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Die magnetische Trommel 40 umschließt den von den Permanentmagneten 14 in dem hohlen beweglichen Element 1 erzeugten magnetischen Fluss, wodurch der Streufluss reduziert wird. Selbst wenn eine Vielzahl von Linearantriebsmotoren 100 bei dieser Ausführungsform parallel zueinander angeordnet sind, wie es unten beschrieben werden wird, kann die magnetische Interferenz zwischen den drehwellenartigen Linearantriebsmotoren reduziert werden.
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Die Rahmenhauptkörper 30 weist einen rechteckigen Rahmenkörper, und seine Komponenten sind der obere Rahmen 31, der untere Rahmen 32 und die Endrahmen 33 und 34, die in Längsrichtung angeordnet sind. Der obere Rahmen 31 ist mit dem langen Durchgangsloch 60 versehen, das einen Raum definiert, durch den die Anschlussdrähte an den Spulen 20 für die U-, V- und W-Phasen angeschlossen sind. Der Anschlussdraht-Verbindungsanschluss 23 ist von dem langen Durchgangsloch 60 freigelegt.
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Die magnetische Trommel 40 ist mit dem Füllstoff 70 an den Kontaktflächen der Vorsprünge 36 befestigt, die auf der Innenfläche des unteren Rahmens 32 ausgebildet sind. Daher wird der Anker 2, der die Spulen 20 enthält, durch die Wärmeübertragung in den Kontaktflächen gekühlt.
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Als nächstes wird eine Beschreibung der Luftströmung gegeben, die innerhalb des drehwellenartigen Linearantriebsmotors 100 in der ersten Ausführungsform erzeugt wird. Die 15A und 15B sind Querschnitte, die die Luftströmung innerhalb des hohlen bewegbaren Elements in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor gemäß der ersten Ausführungsform darstellen. 15B zeigt einen Querschnitt entlang der Linie G-G in 15A.
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Wie in den 4 bis 10 gezeigt, enthält der äußere Zylinder 11 in dem hohlen beweglichen Element 1 das erste hohle Endteil 18, den Magnet-Andrücker 17, den Abstandshalter 16, die Permanentmagneten 14, den Magnet-Andrücker 17 und das zweite hohle Endteil 19 und bedeckt diese, die alle in dieser Reihenfolge angeordnet sind.
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In 15B zeigt der Pfeil den Luftstrom an, der erzeugt wird, wenn ein Luftschlauch mit dem hohlen Teil der Hohlnutwelle 10a verbunden wird.
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Wie in den 15A und 15B gezeigt wird: wenn Luft von dem Luftschlauch (nicht gezeigt) ist mit dem hohlen Abschnitt der Hohlkugelnutwelle 10A eingeführt wird, durchdringt sie das erste hohle Endteil 18, und strömt dann in den Magnet-Andrücker 17, der auf der Seite der Spitze angeordnet ist. Da der Magnet-Andrücker 17 eine C-Form aufweist, strömt die Luft durch die gerade Nut 15b des Magnet-Andrückers 17 und strömt dann entlang der Innenfläche des Äußeren Zylinders 11.
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Nachdem die Luft entlang der Innenfläche des Äußeren Zylinders 11 geströmt ist, durchströmt sie die gerade Nut 15a in die Abstandshalter 16 und Permanentmagneten 14 hinein. Nachdem die Luft die gerade Nut 15a in den Abstandshalter 16 den Permanentmagneten 14 hinein passiert hat, strömt sie in den Magnet-Andrücker 17, der auf der Basisendseite angeordnet ist, durch die gerade Nut 15b desselben. Nachdem die Luft in den Magnet-Andrücker 17 eingeströmt ist, der an der Basisendseite angeordnet ist, durchströmt sie den hohlen Abschnitt des zweiten hohlen Endteils 19, und schließlich strömt sie aus dem zweiten hohlen Endteil 19.
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Durch die Bereitstellung der geraden Nut 15a in den äußeren Umfangen der einkernigen Permanentmagnete 14 entlang der axialen Richtung können hochwertige Magnete verwendet werden. Dies ermöglicht es, die Funktion der Hohlkugelnutwelle 10A zu geringen Kosten zu implementieren. Darüber hinaus ist es möglich, Schübe zu vergrößern, die von Linearantriebsmotoren erzeugt werden, und die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Andererseits wird in dem Fall, in dem hohle Magnete an Linearantriebsmotoren eingesetzt werden, deren Leistungsvermögen und Funktionen in nachteiliger Weise verringert aufgrund der verringerten Magnetflussdichte und schlechte Rostschutzqualität der hohlen Magnete. Das ergibt sich, weil hohle Magnete keine anderen Magneten nutzen können als Magneten, die durch eine parallele Magnetfeld-Presse hergestellt werden.
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Wie in den 1, 2, 12 und 13 gezeigt, sind die Ausnehmungen 35 und die Vorsprünge 36 abwechselnd in der Innenfläche jedes oberen Rahmens 31 und unteren Rahmens 32 in dem Rahmenhauptkörper 30 ausgebildet. Die Ausnehmungen 35 des oberen Rahmens 31 und des unteren Rahmens 32 konfigurieren einen spiralförmigen Kühlkanal zwischen der magnetischen Trommel 40 und dem Rahmen 3.
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Der obere Rahmen 31 und der untere Rahmen 32 in dem Rahmenhauptkörper 30 sind mit Abgriffen 61 und 62 versehen, was Kühlluft veranlasst, den Kühlkanal zu passieren, und die Abgriffe 61 und 62 stehen in Verbindung mit den kurzen Röhren 63 und 64. Die Kühlluft tritt in das kurze Rohr bzw. Ansatzrohr 64 ein und wird von dem kurzen Rohr 63 ausgegeben, wodurch Luftströmung in dem Innenraum des Rahmens 3 erzeugt wird. Die Kühlluft strömt durch den Spalt zwischen den Ausnehmungen 35 und der magnetischen Trommel 40 und erzeugt Turbulenzen in dem Rahmenhauptkörper 30 während der Umlaufs. Dies kann den Anker 2 enthaltend die Spulen 20 effizient kühlen.
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In dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform, umgibt der Anker 2 das hohle bewegliche Element 1 mit den Permanentmagneten 14. Die magnetische Trommel 40 in dem Anker 2, der die gerade Öffnung 41 aufweist, enthält die Spulen 20.
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Da die magnetische Trommel 40 einen zylindrischen Körper aufweist, der aus einem magnetischen Material hergestellt ist, kann sie leicht hergestellt werden, indem z. B. Siliziumstahl einer Blechmetallbearbeitung oder Pressbearbeitung unterworfen wird. Der Rahmen 3 kann auch leicht hergestellt werden, beispielsweise durch Extrusionsverarbeitung. Der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in dieser Ausführungsform erreicht daher eine hohe Leistung bei niedrigen Kosten.
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Die magnetische Trommel 40 verschließt einen großen Teil der Permanentmagnete 14, wodurch der Streufluss reduziert wird. Dies kann eine zusätzliche magnetische Abschirmungsplatte unnötig machen und unterstützt kompakte, platzsparende und leichtgewichtige Designs.
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Das hohle bewegliche Element 1 mit den Permanentmagneten 14 wird von den ringförmigen Spulen 20 umgeben, und die Spulen 20 sind in der magnetischen Trommel 40 mit der geraden Öffnung 41 enthalten. Daher verschließt in dem Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform die magnetische Trommel 40 einen großen Teil der Permanentmagnete 14, was den Streufluss verringert.
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Die Leitungsdrähte bzw. -kabel für die Spulen 20 können durch das lange Durchgangsloch 60 in den oberen Rahmen 31 und die gerade Öffnung 41 geleitet werden, so dass ein Raum bereitgestellt werden kann, wo die Leitungsdrähte an den Spulen 20 angeschlossen sind.
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Die gerade Öffnung 41 wird in der magnetischen Trommel 40 vorgesehen, und eine Lücke bzw. ein Spalt, der zwischen den Aussparungen 35 des oberen Rahmens 31 und des unteren Rahmens 32 und dem Außenumfang der magnetischen Trommel 40 geschaffen ist, fungiert als ein Kühlkanal. Wenn die rechten und linken Öffnungen des Rahmenhauptkörpers 30 durch die Dichtungsplatten 80 und 80 geschlossen ist, bildet der Kühlkanal eine im Wesentlichen spiralartige Form aus. Durch Blasen von Kühlluft in den im Wesentlichen spiralförmigen Kühlkanal kann der Anker 2, der die Spulen 20 enthält, gekühlt werden. Folglich leitet der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in diesem Ausführungsbeispiel die Wärme hervorragend ab.
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Aufgrund des linearen Wertegebers 56 kann der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in dieser Ausführungsform als ein Einzel-Achsen-Aktuator verwendet werden. Außerdem kann durch Kombinieren einer Mehrzahl von Linearantriebsmotoren 100 in dieser Ausführungsform ein Mehrachsen-Aktuator bzw. -Stellglied gebildet werden. Sowohl das hohle bewegliche Element 1 wie auch der Linear-Wertegeber 56 bewegen sich linear, aber die Drehung des beweglichen Hohlelements 1 stört nicht die lineare Bewegung des linearen Wertegebers 56. Der lineare Wertegeber 56 kann dementsprechend eine beliebige von verschiedenen Arten von Linear-Wertegebern genutzt werden, einschließlich Linear-Wertegeber der optischen und magnetischen Art.
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In dem Fall, wo der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 an einer Chipmontage-Vorrichtung angewendet wird, kann seine Kopfanordnung flexibel konfiguriert werden, da der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in dieser Ausführungsform sowohl Einzelachsen- wie auch Mehrachsen-Aktuatoren einfach konfigurieren können.
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Der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in diesem Ausführungsbeispiel ist für eine Anwendung geeignet, bei der Dreh- und Linearbewegungsvorgänge in einem begrenzten Raum ausgeführt werden. Insbesondere ist der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in geeigneter Weise anwendbar auf Halbleiter-Herstellungsvorrichtungen, bei denen eine möglichst große Anzahl von Linearantriebsmotoren, wie Chip-Montagevorrichtungen, parallel zueinander in einem begrenzten Raum angeordnet sind, und Halbleiterchips werden präzise positioniert mittels einer Luftsaugkraft während gleichzeitig Dreh- und Linearbewegungsvorgänge durchgeführt werden. Darüber hinaus ist die neuartige Magnetanordnung und der einfache Rotations- und Linear-Bewegungsmechanismus, der in den drehwellenartigen Linearantriebsmotor Typ 100 eingebaut sind, es möglich machen, Schübe zu vergrößern, die durch Linearantriebsmotoren erzeugt werden, und die Größe zu reduzieren, Designs zu vereinfachen und Kosten von Linearantriebsmotoren zu verringern.
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[Zweite Ausführungsform]
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines drehwellenartigen Linearantriebsmotors 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 16 gegeben. Die 16 zeigt eine perspektivische Ansicht des drehwellenartigen Linearantriebsmotors in der zweiten Ausführungsform. Bestandteile, die die gleichen wie in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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Wie in 16 gezeigt, weist der Linearantriebsmotor 200 in der zweiten Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie der Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform auf, mit Ausnahme einer Welle 210A und einer Linearführung 210B.
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In dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor 200 in der zweiten Ausführungsform wird die Welle 210A aus der Hohlwelle ohne Nut gebildet, und wird durch eine drehbare und linear bewegbare Linearführung 210B unterstützt.
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Die drehbare und linear bewegbare Linearführung 210B wird gebildet aus, beispielsweise einer Kugelbuchse (Metallbuchse) oder einem Gleitlager; jedoch gibt es keine Beschränkung für die Konfiguration der beweglichen linearen Führung 210B, und sie kann aus jedem beliebigen drehbar und linear beweglichen Element gebildet werden.
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Wenn ein hohles bewegbares Element 1 linear bewegt wird mittels elektromagnetischer Induktion, die durch die Permanentmagnete 14 in dem hohlen beweglichen Elementes 1 und die Spulen 20 in einem Anker 2 verursacht wird, wird es sowohl von der Linearführung 210b, die auf der Seite der Spitze angeordnet ist, und von einem drehbaren Lager 10D, das an der Basisendseite angeordnet ist, geführt.
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Das hohl bewegliche Element 1 dreht sich, in dem es durch einen Riemen, der mit einem Drehmotor verbunden ist, angetrieben wird (nicht dargestellt).
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Die drehwellenartige Linearantriebsmotor 200 in der zweiten Ausführungsform erzeugt die gleiche Wirkung wie der drehwellenartige Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform. Insbesondere ist der drehwellenartige Linearantriebsmotor 200 sehr wirksam hinsichtlich einer Kostenreduzierung, da die Welle 210A und die Linearführung 210b einfach konfiguriert sind.
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[Dritte Ausführungsform]
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Als nächstes wird eine Beschreibung eines drehwellenartigen Linearantriebsmotoreinheit 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 17 gegeben. Die 17 zeigt eine perspektivische Ansicht der drehwellenartigen Linearantriebsmotor-Einheit in der dritten Ausführungsform. Bestandteile, die die gleichen wie in dem drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
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Wie in 17 gezeigt, wird in der Linearantriebsmotor-Einheit 300 in der dritten Ausführungsform eine Vielzahl von Linearantriebsmotoren 100 in der ersten Ausführungsform als eine einzige Einheit kombiniert, während sie in ihrer Breite (seitliche Richtung) angeordnet werden.
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Bei der Linearantriebsmotor-Einheit 300 weist jeder obere Rahmen 31 und untere Rahmen 32 Schraubendurchgangslöcher 82 und 82 auf, die an beiden Enden ausgebildet sind, an denen Schraubenbolzen 81 und 81 zu befestigen sind. Die drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 sind in ihrer Querrichtung angeordnet während sie aneinander anliegen, und Dichtungsplatten 80 und 80 sind an beiden Seiten der Anordnung der Linearantriebsmotoren 100 befestigt. Dann werden, indem die langen Schrauben 81 die Platten 80 und 80 und die entsprechenden Schraubendurchgangslöcher 82 in den drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 durchstoßen, werden die drehwellenartigen Linearantriebsmotor 100 zu einer mehrachsigen Linearantriebsmotor-Einheit kombiniert. Als Ergebnis werden die auf beiden Seiten der drehwellenartigen Linearantriebsmotor-Einheit 300 in dieser Ausführungsform gebildeten Öffnungen geschlossen.
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Die Breite jedes Rahmens 3 entspricht der Spezifikation einer Bandzuführung, aber der Außendurchmesser oder die Breite jeder magnetischen Trommel 40 ist kleiner als der/die jedes Rahmenhauptkörpers 30 (siehe 11). Dementsprechend wird, wenn die drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 in ihrer Querrichtung als mehrachsige Linearantriebsmotor angeordnet sind, ist es nur notwendig, die drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 so einzustellen, dass die Seitenflächen der Rahmen 3 miteinander in Kontakt treten. Auf diese Weise wird die drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit (Kopfmodul) 300 einfach und präzise montiert.
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Wenn sich die drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 in der oben beschriebenen Weise angeordnet sind, sind beide Seiten des drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 geschlossen. Daher wird die Leckage von Kühlluft für die Linearantriebsmotoren 100 reduziert, und dessen Luftstrom wird natürlich aufrecht erhalten, so dass die Kühlwirkung der drehwellenartigen Linearantriebsmotor-Einheit 300 in diesem Ausführungsbeispiel verbessert ist.
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Wenn die drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 aneinander stoßen, wird eine Lücke bzw. ein Zwischenraum zwischen jedem benachbarten Paar der magnetischen Trommeln 40 gebildet. Durch diesen Zwischenraum bzw. Spalt wird die Kühlwirkung erhöht und wird die magnetische Interferenz zwischenden benachbarten Magnetische Trommeln 40 vermindert.
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Da die lineare Wertegeber 56 individuell in den drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 vorgesehen sind, können sie die Positionen der entsprechenden Linearantriebsmotoren 100 unabhängig voneinander bewerten bzw. auswerten.
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Das dritte Ausführungsbeispiel wurde in Bezug auf den Fall beschrieben, wo eine Vielzahl von drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 100 in der ersten Ausführungsform verwendet werden. Jedoch selbst unter Verwendung einer Vielzahl von drehwellenartigen Linearantriebsmotoren 200 in der zweiten Ausführungsform, kann auch die drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit 300 konfiguriert werden.
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Der drehwellenartige Linearantriebsmotor 300 in der dritten Ausführungsform erzeugt die gleiche Wirkung wie der drehwellenartiger Linearantriebsmotor 100 in der ersten Ausführungsform. Insbesondere ist die drehwellenartige Linearantriebsmotor-Einheit 300 sehr wirksam zur Anwendung eines weniger teuren, kompakten (schmalen) Multi-Achsen-Aktuators, der eine große Schubkraft auf eine vertikale Achse einer Chip-Montagekopfes erzeugen kann.
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Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben; es versteht sich, dass sie Beispiele für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung sind und dass der Umfang der Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Verschiedene andere Modifikationen und Variationen sind möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 3300465 [0004]
- JP 2010-57357 [0005]
