专利名称：Xy工作台动作执行器的制作方法
技术领域：
另外，在上述专利文献l中，作为使中间板相对于固定板 向X方向仅进退任意量，使可动板相对于中间板向Y方向仅进退任意 量的机构，表示了利用压电元件的超声波线性马达。此超声波线性马 达，由通过压电元件形成行波的固定件、和由金属薄板形成而成为上 述固定件的行走面的可动件构成。而且，上述固定件配置在形成于中间板上的收容室内，另一方面，上述可动件在与固定件相向的位置安
装在可动板或者固定板上，构筑了向X方向的驱动机构或者向Y方向 的马区动才几构。
专利文献l: WO2005/124789
发明内容
发明所要解决的课题另一方面，如果从对可动板的X方向及Y方向的移动给 予充分的推力和速度的观点出发，则作为上述驱动机构，可以考虑使 用由磁性构件和线圏构件构成的线性马达，但在此情况下，需要考虑 来自线圏构件的放热，将这样的线圏构件搭载在可动板或者固定板上， 将磁性构件配置排列在中间板上。但是，上述中间板，因为具有游嵌 于固定板及可动板的各自的收容槽内的矩形状，与固定板及可动板相 比被形成得小一圏，所以，与此相应地，中间板中的磁性构件的配置 排列长度变短，也存在着相对于固定板而言的中间板的行程范围、相 对于中间板而言的可动板的行程范围受限制的问题。
为了解决课题的手段另外，由于中间板就X方向及Y方向而言形成为与固定 板和可动板同样的大小，所以与将这样的中间板形成为比固定板及可 动板小一圏的矩形状的现有的情况相比较，能够将X方向驱动机构及 Y方向驱动4几构的4亍程范围i殳定得大。另一方面，X方向及Y方向上 的可动板及固定板的大小与现有的没有差异，仅是动作执行器的高度 与平板状的中间板的厚度相应地稍微增加。即，根据本发明的XY工 作台动作执行器，与现有的XY工作台动作执行器相比较，动作执行 器整体的尺寸几乎没有变更，能够扩大可动板向X方向及Y方向的移 动范围。
0012另外，由于X方向驱动才几构及Y方向驱动4几构i殳置在位 于中间板的表里的收容室内，所以X方向驱动机构和Y方向驱动机构不会相互干涉，由于只要是能够收纳在上述收容室内的尺寸，对x方
向驱动机构及Y方向驱动机构的尺寸就没有任何制约，所以能够容易 地谋求可动板的推力提高。
图l是表示适用本发明的XY工作台动作执行器的第一实施方式 的立体图。
图2是表示第一实施方式的XY工作台动作执行器的固定板的立 体图。
图3是表示从第一实施方式的XY工作台动作执行器去除了可动 板的状态的立体图。
图4是表示从第二实施方式的XY工作台动作执行器去除了可动 板的状态的立体图。
图5是表示从第二实施方式的XY工作台动作执行器去除了可动 板、磁性构件及线性导轨的立体图。
具体实施例方式
为了实施发明的最好的方式图5是表示从图4所示的状态再去除了一对线性导轨21 及磁性构件172的状态的XY工作台动作执行器101的图。配置排列 在中间板上的各线圏构件171是向由铁等强磁性体形成的芯构件上巻 绕线圈而形成的，这样的芯构件的前端经微小的间隙与保持在可动板 5上的上述》兹性构件172相向。线圏构件171与三相交流电流的u相、 v相、w相对应地设置，三个线圏构件171成为一组，能够在通三相 交流电流时产生移动磁场。在图5所示的例子中，相对于中间板4， 二组六个的线圏构件171沿Y方向配置排列。而且，基于这些线圏构 件171产生的移动磁场，在上述磁性构件172和线圏构件171之间磁 吸引力或者磁排斥力起作用，能够沿线圈构件171的配置排列方向推 动^兹性构件172。[0041另外，图4及图5表示在中间板4的表面侧，即面向可动 板5的一侧的结构，但在这样的中间板4的里面侧，即面向固定板2 的一側也配设了一对线性导轨21，相对于固定板2,中间板4能够自 由向X方向运动。另外，相对于固定板2向X方向驱动中间板4的X 驱动马达，与上述Y驱动马达107同样，是由磁性构件及线圏构件构 成的同步型线性马达，线圏构件被固定在中间板4的里面侧，磁性构 件被固定在固定板2上。因为如果在中间板4和可动板5之间产生温度差，则各板 4、 5产生与自己的温度相应的热膨胀，所以上述的线性导轨21的负 载滚道槽22和可动板5的滚道槽30的距离将变化，有时该距离变得 过小，对线性导轨21的滚珠过度地作用预压，另外，有时该距离变得 过大，滚珠脱离负载滚道槽22或者滚道槽30。这种情况对于中间板4 和固定板2的关系而言也是同样的。
[0049在此实施方式的XY工作台动作执行器101中，由于固定 在可动板5上的一对侧壁20a从外侧夹入固定在中间板4上的一对线 性导轨21,所以在中间板4的热膨胀量比可动板5的大的情况下，存 在对线性导轨21的滚珠作用过度的预压的倾向，另一方面，在可动板 5的热膨胀量比中间板4的大的情况下，存在滚珠容易脱离负载滚道 槽22或者滚道槽30的倾向。
[00501如果从防止对在可动板5和中间板4之间存在的滚珠作用 起因于这些板4、 5的热膨胀的过度的预压的观点出发，预计因热膨胀 而引起的预压增加，只要预先在XY工作台动作执行器101的组装时，对负载滚道槽22和滚道槽30之间赋予比滚珠直径稍微大的距离即可。 但是，如果组装时进行这样的设定，则在可动板5和中间板4的热膨 胀量的关系逆转时，滚珠容易脱离负载滚道槽22或者滚道槽30。即， 在可动板5和中间板4的温度差向正/负双方向变化的情况下，负载滚 道槽22和滚道槽30的距离的变动量自然变大。因此，为了抑制负载 滚道槽22和滚道槽30的距离的变动量，需要抑制线性马达的线圏构 件171的发热量，对该线圏构件171不能通大的电流。
[0051但是，在本发明的XY工作台动作执行器101中，因为将 线性马达的171配设在中间板4上，所以如上所述，在运转时及停止 时双方，中间板4的温度与可动板5或固定板2相比都变高，从运转 时到停止时，能够将负载滚道槽22和滚道槽30的距离的变动抑制得 小。因此，与对可动板、固定板配设了线圏构件的现有的XY工作台 动作执行器相比较，在本发明的XY工作台动作执行器101中，能够 对XY工作台动作执行器17通大的电流，与此相应地能够以大的推力 将可动板向X方向及Y方向推动。
[00521可是，如果由于线圈构件171的发热而使中间板4的温度 变得比可动板5的温度极端地高，中间板4的热膨胀量大大地超过可 动板5的热膨胀量，则担心对线性导轨21的滚珠作用过度的预压，产 品寿命显著降低。
0053因此，在本实施方式的XY工作台动作执行器101中，以 配设了线圏构件171的中间板4的线膨胀系数比配设了磁性构件172 的可动板5的线膨胀系数小的方式，选定了这些板2、 4、 5的材质。 另外，固定板及可动板的线膨胀系数以比一般碳钢的线膨胀系数10x 10" (pm/m/°C )小的方式选定。具体地说，作为中间板使用线膨胀系 数为0.8 x l(T6 ( nm/m/。C )的低膨胀铸件，另一方面，作为固定板及 可动板，使用线膨胀系数为2.5 x l(T6 ( pm/m/'C )的低膨胀铸件。由 此，能够抑制可动板和中间板之间、固定板和中间板之间的晃荡，同 时能够防止对滚珠作用过度的预压，能够使可动板精度良好地向X方 向及Y方向移动。
权利要求
1.一种XY工作台动作执行器，所述XY工作台动作执行器由固定板(2)、叠置在该固定板(2)上同时相对于该固定板(2)向X方向自由移动的中间板(4)、叠置在该中间板(4)上同时相对于该中间板(4)向Y方向自由移动的可动板(5)、相对于上述固定板(2)向X方向推动中间板(4)的X方向驱动机构、相对于上述中间板(4)向Y方向推动上述可动板(5)的Y方向驱动机构(7)构成；上述固定板(2)及可动板(5)具有经收容槽(20)相向的一对侧壁(20a)而分别形成为大致槽状，另一方面，上述中间板(4)形成为大致平板状；通过使上述固定板(2)及可动板(5)的收容槽(20)与上述中间板(4)相向地将上述三者叠置，在固定板(2)和中间板(4)之间形成上述X方向驱动机构的收容室(60)，同时，在中间板(4)和可动板(5)之间形成上述Y方向驱动机构(7)的收容室(70)。
2. 如权利要求1所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，上述X方向驱动机构及Y方向驱动机构是由磁性构件(71)和与此磁性构件(71)相向的线圏构件(72 )构成的线性马达，上述磁性构件(71)配设在中间板(4)上，另一方面，线圏构件(72)配置在固定板(2)及可动板(5)的收容槽(20)内。
3. 如权利要求1所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，上述X方向驱动机构及Y方向驱动机构(107)是由》兹性构件(172)和与此磁性构件(172)相向的线圏构件(171)构成的线性马达，上述X方向驱动4几构及Y方向驱动才几构的线圏构件(171)共同配i殳在上述中间板(4)上，另一方面，上述X方向驱动机构的磁性构件(172)配设在固定板(2)上，上述Y方向驱动机构的磁性构件(172)配设在可动板(5)上。
4. 如权利要求3所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，沿线性马达的推动方向的上述线圏构件(171 )的配设长度，比相向的磁性构件(172)的配设长度大。
5. 如权利要求3所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，配设了上述线圏构件(171)的中间板(4)的线膨胀系数比配设了上述磁性构件(172)的固定板(2)或者可动板(5)的线膨胀系数小。
6. 如权利要求3所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，对上述X方向驱动机构及Y方向驱动机构的线圏构件(171)供电的供电线，被收纳在一块挠性印刷基板内，从上述中间板(4)引出。
7. 如权利要求5所述的XY工作台动作执行器，其特征在于，上述固定板(2)、可动板(5)及中间板(4)的线膨胀系数小于10x 10-6(mm/m/。C )。
全文摘要
一种XY工作台动作执行器，能够以充分的推力使可动板(5)在XY平面内自由移动且能够定位，同时能够简单地且以低成本制作，所述XY工作台动作执行器通过叠置固定板(2)、中间板(4)、可动板(5)构成，其中，在上述固定板(2)和中间板(4)之间配置相对于上述固定板(2)向X方向推动中间板(4)的X方向驱动机构，另一方面，在上述中间板(4)和可动板(5)之间设置相对于中间板(4)向Y方向推动可动板(5)的Y方向驱动机构(7)，通过将形成为大致槽状的固定板(2)及可动板(5)和大致平板状的中间板(4)叠置，在固定板(2)和中间板(4)之间形成了上述X方向驱动机构的收容室(60)，在中间板(4)和可动板(5)之间形成了上述Y方向驱动机构的收容室(70)。
文档编号G12B5/00GK101681683SQ20088001813
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月27日 优先权日2007年5月30日
发明者木村吉宏, 浅生利之, 石井正志 申请人:Thk株式会社