[发明专利]直线电机操动机构

说明书

技术领域

本发明涉及直线电机操动机构，用于对搭载在工作台板上的被搬运物施加并进运动，进行定位。

背景技术

在XY工作台或物品搬运装置等的FA机器中，多使用利用直线电机将物品、构件等直线移动的所谓直线电机操动机构。这种直线电机操动机构通常包括：固定在其他机械装置的基板、搭载作为搬运对象的物品等的可动体并在上述基板上移动的工作台板、引导该工作台板相对于上述基板自由直线往复运动的多个的线性引导件、对上述工作台板施加推力的直线电机、以及检测上述工作台板的位置的线性编码器，通过按该线性编码器的检测值来控制上述直线电机，可高精度地对工作台板施加任意的移动量(日本特开2005-79496)。

另外，上述线性引导件包括轨道导轨、对该轨道导轨通过多数滚珠而组装的移动块。当使上述工作台板对基板进行支撑时，例如使用一对线性引导件，将各线性引导件的轨道导轨铺设在基板上，另一方面，将上述移动块固定在工作台板上。由于上述移动块通过多数滚动体而组装在轨道导轨，涉及移动方向以外的方向相对于轨道导轨处在被限制的状态，所以如果使用这种线性引导件来支撑工作台板的往复运动，则可高精度地引导搭载在工作台板上的可动体。

另外，上述直线电机包括：沿工作台板的移动路线交互排列有N极的磁极及S极的磁极的磁铁单元、隔着微小间隙与该磁铁单元相对配置并且因应电流的通电而产生移动磁场的线圈单元，将上述直线电机的一方配设在上述基板，将另一方配设在工作台板而使用。

上述线圈单元可设置在基板或工作台板的任一者。但在将上述线圈单元配置在工作台板上，将上述磁铁单元配置在基板上的情况下，由于在排列在上述基板的磁铁单元的磁力对相对的工作台板的前端及后端作用，所以当工作台板在基板上移动时，产生与磁铁单元的磁极的排列间距对应的推力的变动，即顿转(cogging)现象。因此，存在难以使工作台板顺畅移动这样的问题，上述顿转现象尤其是在基板与工作台板接近的薄型直线电机操动机构上很明显。

因此，在薄型直线电机操动机构，如果从尽量避免出现上述顿转现象，给予工作台板顺畅的运动的观点来看，则将上述磁铁单元配设在工作台板，另一方面将线圈单元配设在基板的构造有利。

另一方面，在构成这种直线电机操动机构的情况下，由于构成直线电机的线圈单元在通电中发热，所以在线圈单元产生的热量传导到上述基板及工作台板，在运转中，这些基板及工作台板的温度有上升的倾向。即使在如上述将线圈单元配置在基板的情况下，由于在直线电机操动机构的连续额定运转中上述线圈单元的温度上升至70～90℃左右，所以通过空气的对流，从线圈单元向工作台板产生热传导，没有与线圈单元直接接触的工作台板的温度也上升。尤其在基板与工作台板接近的薄型直线电机操动机构，由于工作台板与基板的间隙非常小，所以工作台板的温度也显著上升。

即使由于线圈单元的发热造成基板及工作台板双方的温度都上升，它们达到热平衡状态的温度仍有差异，直线电机操动机构的连续额定运转时的基板与工作台板的热膨胀量变得不同。因此，在将多个的线性引导件平行配置来支撑工作台板的情况下，出现移动块相对于轨道导轨产生移位，将移动块与轨道导轨之间存在的滚动体过度压缩，工作台板对基板的移动阻力会非刻意地增加，及较早消耗线性引导件的问题。

另外，这种问题在使用铁(例如SS400)等的刚性大的材质作为基板及工作台板的情况下发生，在使用如铝等软材质的情况下，将这些基板及工作台板做成中空挤出的形状时不发生。这是因为，由于基板或工作台板变形，作用在线性引导件的滚动体的负荷实质上被减轻了。但是，这种直线电机操动机构存在不能提高工作台板对基板的移动精度的问题。

为了处理在日本特开2005-79496中引起这种线圈单元的发热的问题，采取了如下对策：对配置有线圈单元的工作台板安装散热板或散热叶片，抑制工作台板的温度上升。

专利文献

专利文献1：日本特开2005-79496号公报

发明内容

但是，在设置了散热板或散热叶片这样积极的气冷装置时，该部分造成直线电机操动机构大型化，不适合将直线电机操动机构小型化、薄型化。另外，在直线电机操动机构，由于在使工作台板持续静止在基板上的特定位置的情况下、或产生推力进行将工作台板上的工件推到其他构件的动作的情况下，也要对线圈单元通电，所以在工作台板的静止时间比运行时间长的使用状态下，上述那样的气冷装置不太有效果。