带滚珠花键的线性电动机致动器及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种具有滚珠花键的带滚珠花键的线性电动机致动器及其制造方法。
【背景技术】
[0002]作为这种带滚珠花键的线性电动机致动器，申请人提出了专利文献I所述的带滚珠花键的线性电动机致动器。如图10所示，该带滚珠花键的线性电动机致动器具备:使驱动轴53相对于主体部52沿轴向进行直线运动的线性电动机51;以及与线性电动机51平行地配置的滚珠花键47，例如作为部件安装机的一轴致动器而使用。滚珠花键47用于高精度地引导电子部件等移动体的直线运动。线性电动机51的驱动轴53与滚珠花键47的花键轴46通过头板48而连结。滚珠花键47的螺母41收容于外壳43，经由连结板49与线性电动机51的主体部52连结。当线性电动机51的驱动轴53进行直线运动时，滚珠花键47的花键轴46与线性电动机51的驱动轴53—起进行直线运动。
[0003]在将带滚珠花键的线性电动机致动器用作部件安装机的一轴致动器的情况下，线性电动机51的主体部52安装于部件安装机。在线性电动机51的主体部52上形成有向部件安装机安装的安装面52a。在花键轴46的前端部设置有用于吸附电子部件等移动体的吸附衬垫(未图示)。移动体以线性电动机51的主体部52的安装面52a为基准面而沿一轴方向进行直线运动。在线性电动机51的主体部52上也设置有衬套等滑动轴承，由于为滑动轴承，因此无法大幅提高移动体的直线运动的引导精度。为了提高引导精度，使用了利用滚珠的滚动运动进行引导的滚珠花键47。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2010-57357号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]然而，在以往的带滚珠花键的线性电动机致动器中，如图11所示，将滚珠花键47的螺母41插入外壳43的孔中，并使用粘接剂粘接于外壳43的孔内。但是，有可能与外壳43的孔内的间隙的游动相应地滚珠花键47的螺母41倾斜，难以得到螺母41相对于线性电动机51的主体部52的安装面52a的安装精度。因此，存在花键轴46相对于线性电动机51的安装面52a的行走平行度降低的课题。在此，行走平行度是指用数值表示从线性电动机51的主体部52的安装面52a到花键轴46的距离与直线运动的花键轴46的位置无关地处于何种程度的允许范围内的参数。
[0009]因此，本发明的目的在于，提供一种能够提高花键轴相对于线性电动机的主体部的安装面的行走平行度的带滚珠花键的线性电动机致动器及其制造方法。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]为了解决上述课题，本发明的一方式涉及一种带滚珠花键的线性电动机致动器，具备:线性电动机，其使驱动轴相对于主体部进行直线运动;滚珠花键，其具有花键轴以及螺母，所述花键轴从所述线性电动机的所述驱动轴离开规定距离且平行地配置，所述螺母经由多个滚珠以能够沿轴向相对移动的方式组装于所述花键轴，在所述螺母上一体化有外壳，在所述外壳上形成有用于向对象部件安装的安装部;第一连结构件，其固定于所述线性电动机的所述主体部，并且利用所述安装部固定于所述滚珠花键的所述螺母；以及第二连结构件，其固定于所述线性电动机的所述驱动轴，并且固定于所述滚珠花键的所述花键轴。
[0012]本发明的另一方式涉及一种带滚珠花键的线性电动机致动器的制造方法，包括:准备线性电动机和滚珠花键的工序，所述线性电动机使驱动轴相对于主体部进行直线运动，所述滚珠花键具有花键轴以及螺母，所述花键轴从所述线性电动机的所述驱动轴离开规定距离且平行地配置，所述螺母经由多个滚珠以能够沿轴向相对移动的方式组装于所述花键轴，在所述螺母上一体化有外壳，在所述外壳上形成有用于向对象部件安装的安装部；将第一连结构件固定于所述线性电动机的所述主体部，并且利用所述安装部将所述第一连结构件固定于所述滚珠花键的所述螺母的工序；以及将第二连结构件固定于所述线性电动机的所述驱动轴，并且将所述第二连结构件固定于所述滚珠花键的所述花键轴的工序。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，将滚珠花键的螺母与形成有用于向对象部件安装的安装部的外壳一体化，经由第一连结构件将螺母与线性电动机的主体部连结，因此能够提高螺母相对于线性电动机的主体部的安装面的安装精度。由此，能够提高花键轴相对于线性电动机的主体部的安装面的行走平行度。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的一实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器的立体图。
[0016]图2是表示本实施方式的固定于连结板的线性电动机的主体部以及螺母的图(图2(a)表示主视图，图2(b)表示侧视图)。
[0017]图3是本实施方式的线性电动机的立体图(包括局部剖面)。
[0018]图4是本实施方式的滚珠花键的立体图。
[0019]图5(a)是本实施方式的滚珠花键的俯视图，图5(b)是本实施方式的滚珠花键的主视图。
[0020]图6是本实施方式的滚珠花键的沿着轴向的剖视图。
[0021]图7是本实施方式的滚珠花键的与轴向正交的剖视图。
[0022]图8是本实施方式的滚珠花键的滚珠循环路的示意图。
[0023]图9是对以往的带滚珠花键的线性电动机致动器与本实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器进行比较的图(图9(al)、(a2)表示以往例，图9(bl)、(b2)表示本实施方式)。
[0024]图10是以往的带滚珠花键的线性电动机致动器的立体图。
[0025]图11是表示以往的带滚珠花键的收容于线性电动机致动器的外壳的螺母的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图对本发明的一实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器进行说明。图1表示本实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器的立体图。本实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器具备:线性电动机I;以及从线性电动机I离开规定距离且平行地配置的滚珠花键4。
[0027]线性电动机I具备:作为主体部的壳体2;以及相对于壳体2进行直线运动的驱动轴
3。在线性电动机I的壳体2上形成有用于向部件安装机等安装的安装面2a。在安装面2a中埋入有内螺纹7。滚珠花键4具备:螺母5;以及以能够直线运动的方式支承于螺母5的花键轴6。线性电动机I的壳体2与滚珠花键4的螺母5通过作为第一连结构件的连结板8而连结。线性电动机I的驱动轴3与滚珠花键4的花键轴6通过作为第二连结构件的头板9连结。
[0028]在花键轴6的前端部设置有吸附电子部件等移动体的吸附衬垫(未图示)。当使线性电动机I的驱动轴3直线运动时，花键轴6与驱动轴3—起进行直线运动，从而吸附于吸附衬垫的移动体进行直线运动。通过传感器22来检测线性电动机I的驱动轴3的位置。本实施方式的带滚珠花键的线性电动机致动器有时作为单一的一轴致动器而使用，有时组合多个作为多轴致动器而使用。
[0029]头板9形成为四边形的板状。在连结板8上开设有供驱动轴3贯通的贯通孔8a。在贯通孔8a的内周面与驱动轴3之间隔开有微小间隙，以允许驱动轴3的直线运动。在连结板8上开设有供花键轴6贯通的贯通孔Sb。在贯通孔Sb中嵌入有后述的端盖32a。在连结板8上形成有多个供螺栓24穿过的通孔。连结板8通过螺栓24等结合机构固定于线性电动机I的壳体2以及滚珠花键4的螺母5。
[0030]图2表示固定于连结板8的线性电动机I的壳体2以及滚珠花键4的螺母5。图2(a)表示它们的主视图，图2(b)表示它们的侧视图。在图2(b)中，用剖视图表示螺母5的一部分。螺母5具备:金属制的螺母主体31;以及安装于螺母主体31的轴向的两端面的作为一对盖构件的一对端盖32a、32b。为了防止异物进入螺母主体31的内部，另外为了保持螺母主体31的内部的润滑剂，在端盖32a、32b的外侧安装有密封件33。在通过与轴向正交的剖面观察时，螺母主体31的外形形成为四边形(参照图1)。端盖32a、32b以及密封件33形成为圆形。
[0031]螺母主体31与形成有作为安装部的内螺纹34的外壳一体化。即，螺母主体31是由单一材料制造的单一部件，并非通过粘接而将两个部件结合而成。螺母主体31的轴向上的一方的端面31a与连结板8相接。在螺母主体31的端面31a上形成有用于将螺母主体31固定于连结板8的内螺纹34。螺栓24拧入内螺纹34。从螺母主体31的轴向观察，内螺纹34配置在外形呈四边形的螺母主体31的端面31a的四角且圆形的端盖32a的外侧。端盖32a从螺母主体31的端面31a沿轴向突出，进入连结板8的内侧。在连结板8上开设有供端盖32a以及密封件33进入的贯通孔Sb。
[0032]在螺母主体31的轴向上的另一方的端面31b上安装有端盖32b以及密封件33。圆筒状的壁部31c从螺母主体31的端面31b沿轴向突出。壁部31c与螺母主体31相同为金属制，且与螺母主体31—体地形成。壁部31c包围端盖31b的圆筒形的侧面的周围。壁部31c的轴向上的前端面与密封件33的端面相比向轴向突出。在壁部31c的前端面31cl形成有内螺纹36(参照图9(bl)、(b2))。内螺纹36配置在外形呈四边形的壁部31c的四角且外形呈圆形的端盖32b的外侧。
[0033]线性电动机I的结构如下所述。图3表示本实施方式的线性电动机I的立体图(局部剖视图)。驱动轴3具备中空的杆11、收容于杆11的中空空间的多个磁铁12。杆11例如由不锈钢等非磁性材料构成。磁铁12形成为圆柱状，沿轴线方向被磁化。在杆11的中空空间中以同极相互对置的方式排列有多个磁铁12。在磁铁12之间夹设有例如由铁等磁性材料构成的磁极块13。
[0034]驱动轴3被沿中心线方向排列的多个线圈15包围。在驱动轴3与线圈15之间夹设有磁间隙。线圈15是将铜线卷绕成螺旋状而成的构件，并保持于线圈支架16。在线圈支架16的上表面设置有用于向多个线圈15布线的基板17。线圈15、线圈支架16、基板17被壳体2覆盖。壳体2构成线性电动机I的主体部。壳体2例如通过将线圈15、线圈支架16以及基板17放入到注射成型的模具，并通过流入熔融的树脂或者特殊陶瓷的镶嵌成型而形成。在壳体2上形成有用于向部件安装机安装的安装面2a。在安装面2a上设置有内螺纹7，并且形成有供定位销插入的定位凹部。
[0035]在壳体2的中心线方向的两端