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JP2017009068A - Fluid pressure actuator - Google Patents

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JP2017009068A
JP2017009068A JP2015126579A JP2015126579A JP2017009068A JP 2017009068 A JP2017009068 A JP 2017009068A JP 2015126579 A JP2015126579 A JP 2015126579A JP 2015126579 A JP2015126579 A JP 2015126579A JP 2017009068 A JP2017009068 A JP 2017009068A
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JP
Japan
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fluid
cylinder
piston
pressure
shaft
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Pending
Application number
JP2015126579A
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Japanese (ja)
Inventor
達也 石本
Tatsuya Ishimoto
達也 石本
将人 梶並
Masahito Kajinami
将人 梶並
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid pressure actuator enabling movement and rotation of a rod simultaneously, and enabling compact design.SOLUTION: A fluid pressure actuator includes: a cylinder 2; a piston 3 moving inside the cylinder 2; a rod 4 connected to one end side of the piston 3, and moving integrally with the piston 3 in a state of projecting to the outside of the cylinder 2 from a first shaft hole 7 provided in the cylinder 2; a shaft 11 connected to the other end side of the piston 3, and moving integrally with the piston 3 in a state of projecting to the outside of the cylinder 2 from a second shaft hole 13 provided in the cylinder 2; a rotor 15 attached to the outer peripheral part of the shaft 11; and a rotational drive part 12 having a stator 16 surrounding the periphery of the rotor 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、流体圧アクチュエータに関する。   The present invention relates to a fluid pressure actuator.

例えば、半導体チップのダイボンディング工程やマウンティング工程では、半導体チップを保持するツールが先端に取り付けられたロッドを上下方向にスライドさせる流体圧アクチュエータが用いられる(例えば、特許文献1を参照。)。   For example, in a die bonding process or a mounting process of a semiconductor chip, a fluid pressure actuator that slides a rod attached to the tip of a tool that holds the semiconductor chip in the vertical direction is used (see, for example, Patent Document 1).

具体的に、流体圧アクチュエータとして、空気(エア)で差動するエア圧アクチュエータを用いた場合、シリンダの内部に導入される空気の圧力を調整しながら、ロッドに接続されたピストンがシリンダ内でスライドする位置を制御する。   Specifically, when an air pressure actuator that differentials with air (air) is used as the fluid pressure actuator, the piston connected to the rod is adjusted inside the cylinder while adjusting the pressure of the air introduced into the cylinder. Control the slide position.

また、エア圧アクチュエータでは、シリンダ内の圧力室からシリンダとピストンとの間の隙間に流入する空気によって、エアベアリング(静圧空気軸受)が形成されている。これにより、ピストンがシリンダとは非接触な状態でスライド自在に支持されている。   In the air pressure actuator, an air bearing (hydrostatic air bearing) is formed by the air flowing from the pressure chamber in the cylinder into the gap between the cylinder and the piston. As a result, the piston is slidably supported in a non-contact state with the cylinder.

特開2004−301138号公報JP 2004-301138 A

ところで、上記特許文献1に記載の流体圧アクチュエータは、サーボモータ等の回転駆動源からギヤを介してガイドフランジに伝達される駆動力によって、ロッドをガイドフランジと一体に回転駆動する構成となっている。   By the way, the fluid pressure actuator described in Patent Document 1 has a configuration in which the rod is rotationally driven integrally with the guide flange by a driving force transmitted from a rotational drive source such as a servo motor to the guide flange via a gear. Yes.

この構成の場合、ロッドをスライドさせる機構については非接触駆動となるものの、ロッドを回転させる機構については非接触駆動とはならないため、上述した半導体チップの高精度な荷重制御や位置制御を行う上で不利となる。   In this configuration, the mechanism for sliding the rod is non-contact driving, but the mechanism for rotating the rod is not non-contact driving. Therefore, the above-described highly accurate load control and position control of the semiconductor chip are performed. Is disadvantageous.

また、上記特許文献1に記載の流体圧アクチュエータでは、上述した回転駆動源を外部に設ける必要があり、ロッドに回転駆動源を直接取り付けることができないため、駆動力を伝達するための機構が必要となる。この場合、装置が複雑となるだけでなく、大型化してしまうといった問題がある。   Further, in the fluid pressure actuator described in Patent Document 1, it is necessary to provide the rotation drive source described above outside, and since the rotation drive source cannot be directly attached to the rod, a mechanism for transmitting the drive force is necessary. It becomes. In this case, there is a problem that not only the apparatus becomes complicated, but also the apparatus becomes large.

本発明の一つの態様は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ロッドの移動及び回転を同時に行うことができ、なお且つ、コンパクトな設計を可能とした流体圧アクチュエータを提供することを目的の一つとする。   One aspect of the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and is a fluid pressure actuator capable of simultaneously moving and rotating a rod and enabling a compact design. One of the purposes is to provide.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔1〕 本発明の一つの態様に係る流体圧アクチュエータは、シリンダと、前記シリンダの内部で移動するピストンと、前記ピストンの一端側に接続されると共に、前記シリンダに設けられた第1の軸孔から前記シリンダの外部へと突出した状態で、前記ピストンと一体に移動するロッドと、前記ピストンの他端側に接続されると共に、前記シリンダに設けられた第2の軸孔から前記シリンダの外部へと突出した状態で、前記ピストンと一体に移動するシャフトと、前記シャフトの外周部に取り付けられたロータと、前記ロータの周囲を囲むステータとを含む回転駆動部とを備え、前記シリンダと前記ピストンとの間の隙間に流入する流体により第1の流体ベアリングが形成され、前記第1の軸孔と前記ロッドとの間の隙間に流入する流体により第2の流体ベアリングが形成され、前記第2の軸孔と前記シャフトとの間の隙間に流入する流体により第3の流体ベアリングが形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1] A fluid pressure actuator according to an aspect of the present invention includes a cylinder, a piston that moves inside the cylinder, a first shaft that is connected to one end of the piston and provided in the cylinder. A rod that moves integrally with the piston in a state of projecting from the hole to the outside of the cylinder, and connected to the other end side of the piston, and from a second shaft hole provided in the cylinder, A shaft that moves integrally with the piston in a state of projecting to the outside, a rotor that is attached to an outer periphery of the shaft, and a rotation drive unit that includes a stator surrounding the rotor, and the cylinder, A first fluid bearing is formed by the fluid flowing into the gap between the piston and the fluid flowing into the gap between the first shaft hole and the rod. The second fluid bearing is formed, and the third fluid bearing is formed by the fluid flowing into the gap between the second shaft hole and the shaft.

〔2〕 前記〔1〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記第1の軸孔の前記第2の流体ベアリングが形成される位置及び前記第2の軸孔の前記第3の流体ベアリングが形成される位置には、それぞれ多孔質絞りが設けられている構成であってもよい。 [2] In the fluid pressure actuator according to [1], a position where the second fluid bearing of the first shaft hole is formed and a third fluid bearing of the second shaft hole are formed. Each of the positions may be provided with a porous restriction.

〔3〕 前記〔1〕又は〔2〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記ステータの全長が前記ロータよりも長い構成であってもよい。 [3] In the fluid pressure actuator according to [1] or [2], the stator may be configured such that the total length of the stator is longer than that of the rotor.

〔4〕 前記〔1〕又は〔2〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記ロータの全長が前記ステータよりも長い構成であってもよい。 [4] In the fluid pressure actuator according to [1] or [2], the rotor may be configured such that the entire length of the rotor is longer than that of the stator.

〔5〕 前記〔1〕〜〔4〕の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記シリンダ内の前記ピストンを挟んで前記シャフト側に位置する第1の圧力室に流体を流入させる第1のポートと、前記シリンダ内の前記ピストンを挟んで前記ロッド側に位置する第2の圧力室に流体を流入させる第2のポートと、前記シャフトの先端部に取り付けられた位置検出部と、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記第1のポートを介して前記第1の圧力室に流入する流体の圧力と、前記第2のポートを介して前記第2の圧力室に流入する流体の圧力とを調整する圧力調整部とを備える構成であってもよい。 [5] The fluid pressure actuator according to any one of [1] to [4], wherein the fluid is allowed to flow into a first pressure chamber located on the shaft side across the piston in the cylinder. A first port, a second port for allowing fluid to flow into the second pressure chamber located on the rod side across the piston in the cylinder, and a position detection unit attached to the tip of the shaft; Based on the detection result of the position detection unit, the pressure of the fluid flowing into the first pressure chamber through the first port and the second pressure chamber through the second port. The structure provided with the pressure adjustment part which adjusts the pressure of the fluid may be sufficient.

〔6〕 前記〔5〕に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記圧力調整部は、前記ロータと前記ステータとの間で作用する磁気吸引力の変動を考慮して、前記第1のポートを介して前記第1の圧力室に流入する流体の圧力と、前記第2のポートを介して前記第2の圧力室に流入する流体の圧力とを調整する構成であってもよい。 [6] In the fluid pressure actuator according to [5], the pressure adjusting unit may be connected via the first port in consideration of a change in magnetic attraction force acting between the rotor and the stator. The configuration may be such that the pressure of the fluid flowing into the first pressure chamber and the pressure of the fluid flowing into the second pressure chamber via the second port are adjusted.

〔7〕 前記〔1〕〜〔6〕の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータにおいて、前記流体が空気である構成であってもよい。 [7] The fluid pressure actuator according to any one of [1] to [6], wherein the fluid is air.

以上のように、本発明の一つの態様によれば、ロッドの移動及び回転を同時に行うことができ、なお且つ、コンパクトな設計を可能とした流体圧アクチュエータを提供することが可能である。   As described above, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a fluid pressure actuator capable of simultaneously moving and rotating a rod and enabling a compact design.

本発明の実施形態に係る流体圧アクチュエータの一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the fluid pressure actuator which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る流体圧アクチュエータの別の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structural example of the fluid pressure actuator which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面では、各構成要素を見やすくするため、構成要素を模式的に示している場合があり、構成要素によっては寸法の縮尺を異ならせて示すこともある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that, in the drawings used in the following description, in order to make each component easy to see, the component may be schematically illustrated, and depending on the component, the dimensional scale may be different.

先ず、本発明の一実施形態として、例えば図1に示す流体圧アクチュエータ1Aについて説明する。なお、図1は、流体圧アクチュエータ1Aの構成を示す断面図である。   First, as an embodiment of the present invention, for example, a fluid pressure actuator 1A shown in FIG. 1 will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the fluid pressure actuator 1A.

流体圧アクチュエータ1Aは、図1に示すように、差動流体として空気(エア)Kを用いたエア圧アクチュエータである。流体圧アクチュエータ1Aは、シリンダ2と、シリンダ2の内部でスライド(移動)するピストン3と、ピストン3の一端(下端)側に接続されることによってピストン3と一体にスライド(移動)するロッド4とを備えている。なお、本実施形態では、ロッド4が上下方向にスライド(移動)する場合を例示しているが、ロッド4の移動方向については、特に限定されるものではない。   As shown in FIG. 1, the fluid pressure actuator 1A is an air pressure actuator using air (air) K as a differential fluid. The fluid pressure actuator 1 </ b> A includes a cylinder 2, a piston 3 that slides (moves) inside the cylinder 2, and a rod 4 that slides (moves) integrally with the piston 3 by being connected to one end (lower end) side of the piston 3. And. In this embodiment, the case where the rod 4 slides (moves) in the vertical direction is illustrated, but the moving direction of the rod 4 is not particularly limited.

シリンダ2は、略円筒状のシリンダハウジング5を有している。シリンダハウジング5の内側には、ボア孔6が軸線方向に沿って形成されている。シリンダハウジング5は、ボア孔6にピストン3が挿入された状態で、ボア孔6の一端(上端)側と他端(下端)側とが閉塞された構造を有している。また、シリンダハウジング5の下端には、ロッド4を貫通させる第1の軸孔7が設けられている。   The cylinder 2 has a substantially cylindrical cylinder housing 5. A bore hole 6 is formed in the cylinder housing 5 along the axial direction. The cylinder housing 5 has a structure in which one end (upper end) side and the other end (lower end) side of the bore hole 6 are closed in a state where the piston 3 is inserted into the bore hole 6. Further, a first shaft hole 7 through which the rod 4 passes is provided at the lower end of the cylinder housing 5.

これにより、シリンダ2の内部は、ピストン3を挟んでロッド4とは反対側(上側)に位置する第1の圧力室P1と、ピストン3を挟んでロッド4側(下側)に位置する第2の圧力室P2とに分割されている。   As a result, the inside of the cylinder 2 has a first pressure chamber P1 located on the opposite side (upper side) of the rod 4 across the piston 3 and a first pressure chamber P1 located on the rod 4 side (lower side) across the piston 3. It is divided into two pressure chambers P2.

シリンダハウジング5の側面には、第1の圧力室P1に空気Kを流入させる第1のポート8と、第2の圧力室P2に空気Kを流入させる第2のポート9とが接続されている。   Connected to the side surface of the cylinder housing 5 are a first port 8 through which air K flows into the first pressure chamber P1 and a second port 9 through which air K flows into the second pressure chamber P2. .

ピストン3は、エアベアリング(静圧空気軸受)を介してシリンダ2とは非接触な状態で、上下方向にスライド(移動)自在に支持されている。具体的には、シリンダ2とピストン3との間の隙間に流入する空気Kによって、第1のエアベアリング(第1の流体ベアリング)B1が形成されている。また、第1のエアベアリングB1を形成するためには、シリンダ2(ボア孔6)とピストン3との間の隙間を5〜12μm程度に設定することが好ましい。   The piston 3 is supported so as to be slidable (movable) in the vertical direction in a non-contact state with the cylinder 2 via an air bearing (hydrostatic air bearing). Specifically, a first air bearing (first fluid bearing) B1 is formed by the air K flowing into the gap between the cylinder 2 and the piston 3. In order to form the first air bearing B1, the gap between the cylinder 2 (bore hole 6) and the piston 3 is preferably set to about 5 to 12 μm.

ロッド4は、第1の軸孔7からシリンダ2(シリンダハウジング5)の外部(下方)へと突出した状態で、第2のエアベアリング(第2の流体ベアリング)B2を介して上下方向にスライド(移動)自在に支持されている。第2の流体ベアリングB2は、第1の軸孔7とロッド4との間の隙間に流入する空気Kにより形成されている。また、第1の軸孔7の第2の流体ベアリングB2が形成される位置には、第1の多孔質絞り10が設けられている。これにより、軸受面全体に給気口が均一に分布した構造となり、空気Kの消費を少なくすると共に、高剛性を得ることが可能である。   The rod 4 slides up and down via a second air bearing (second fluid bearing) B2 in a state of projecting from the first shaft hole 7 to the outside (downward) of the cylinder 2 (cylinder housing 5). (Movement) It is supported freely. The second fluid bearing B <b> 2 is formed by air K that flows into the gap between the first shaft hole 7 and the rod 4. A first porous throttle 10 is provided at a position where the second fluid bearing B2 of the first shaft hole 7 is formed. As a result, the air supply ports are uniformly distributed over the entire bearing surface, and it is possible to reduce the consumption of air K and to obtain high rigidity.

流体圧アクチュエータ1Aは、ピストンの他端(上端)側に接続されることによってピストン3と一体にスライド(移動)するシャフト11と、シャフト11を回転駆動する回転駆動部12とを備えている。また、シリンダハウジング5の上端には、シャフト11を貫通させる第2の軸孔13が設けられている。   The fluid pressure actuator 1 </ b> A includes a shaft 11 that slides (moves) integrally with the piston 3 by being connected to the other end (upper end) side of the piston, and a rotation driving unit 12 that rotationally drives the shaft 11. Further, a second shaft hole 13 through which the shaft 11 passes is provided at the upper end of the cylinder housing 5.

シャフト11は、第2の軸孔13からシリンダ2(シリンダハウジング5)の外部(上方)へと突出した状態で、第3のエアベアリング(第3の流体ベアリング)B3を介して上下方向にスライド(移動)自在に支持されている。第3の流体ベアリングB3は、第2の軸孔13とシャフト11との間の隙間に流入する空気Kにより形成されている。また、第2の軸孔13の第3の流体ベアリングB3が形成される位置には、第2の多孔質絞り14が設けられている。これにより、軸受面全体に給気口が均一に分布した構造となり、空気Kの消費を少なくすると共に、高剛性を得ることが可能である。   The shaft 11 slides up and down via a third air bearing (third fluid bearing) B3 in a state of projecting from the second shaft hole 13 to the outside (upward) of the cylinder 2 (cylinder housing 5). (Movement) It is supported freely. The third fluid bearing B <b> 3 is formed by the air K that flows into the gap between the second shaft hole 13 and the shaft 11. A second porous throttle 14 is provided at a position where the third fluid bearing B3 of the second shaft hole 13 is formed. As a result, the air supply ports are uniformly distributed over the entire bearing surface, and it is possible to reduce the consumption of air K and to obtain high rigidity.

回転駆動部12は、シャフト11の外周部に取り付けられたロータ15と、ロータ15の周囲を囲むステータ16とを含む。また、ロータ15に設けられたマグネット(図示せず。)と、ステータ16に設けられたコイル(図示せず。)とが互いに対向して配置されている。ステータ16は、シリンダ2と同径となるように円筒状に形成されて、シリンダ2の他端(上端)側に一体に取り付けられている。ロータ15は、シャフト11の略中央部に取り付けられている。また、ステータ16の全長がロータ15よりも長くなっている。   The rotation drive unit 12 includes a rotor 15 attached to the outer periphery of the shaft 11 and a stator 16 surrounding the rotor 15. A magnet (not shown) provided on the rotor 15 and a coil (not shown) provided on the stator 16 are arranged to face each other. The stator 16 is formed in a cylindrical shape so as to have the same diameter as the cylinder 2 and is integrally attached to the other end (upper end) side of the cylinder 2. The rotor 15 is attached to a substantially central portion of the shaft 11. Further, the entire length of the stator 16 is longer than that of the rotor 15.

回転駆動部12では、ステータ16のコイルに駆動電流が供給されることによって、コイルに磁界が発生し、このコイルと対向するロータ15のマグネットとの電磁気的な作用によって、シャフト11を非接触で回転駆動する。   In the rotary drive unit 12, when a drive current is supplied to the coil of the stator 16, a magnetic field is generated in the coil, and the shaft 11 is brought into non-contact by an electromagnetic action with the magnet of the rotor 15 facing the coil. Rotation drive.

流体圧アクチュエータ1Aは、シャフト11の先端部(上端部)に取り付けられたエンコーダ(位置検出部)17を備えている。エンコーダ17は、シャフト11側に設けられたスケール18と、シャフト11の周囲を囲むケース19に設けられたヘッド(図示せず。)とを含む。エンコーダ17は、物差しとなるスケール18の位置情報をヘッドが検出し、その検出結果を外部に出力する。本実施形態では、エンコーダ17が検出する位置情報として、ロッド4の軸線方向(上下方向)におけるスライド位置と、ロッド4の軸回り方向における回転位置とを検出する。   The fluid pressure actuator 1 </ b> A includes an encoder (position detection unit) 17 attached to the tip (upper end) of the shaft 11. The encoder 17 includes a scale 18 provided on the shaft 11 side and a head (not shown) provided on a case 19 surrounding the shaft 11. In the encoder 17, the head detects the position information of the scale 18 serving as a ruler, and outputs the detection result to the outside. In the present embodiment, the position information detected by the encoder 17 detects the slide position of the rod 4 in the axial direction (vertical direction) and the rotational position of the rod 4 in the direction around the axis.

なお、エンコーダ17は、検出に光の反射を用いる光学方式であっても、磁気を用いる磁気方式であってもよい。また、エンコーダ17は、絶対位置を測定するアブソリュート方式であっても、相対位置を測定するインクリメント方式であってもよい。   The encoder 17 may be an optical system using light reflection for detection or a magnetic system using magnetism. The encoder 17 may be an absolute method for measuring an absolute position or an increment method for measuring a relative position.

流体圧アクチュエータ1Aは、エンコーダ17の検出結果に基づいて、第1のポート8を介して第1の圧力室P1に流入する空気Kの圧力と、第2のポート9を介して第2の圧力室P2に流入する空気Kの圧力とを調整する圧力調整部20を備えている。   Based on the detection result of the encoder 17, the fluid pressure actuator 1 </ b> A detects the pressure of the air K flowing into the first pressure chamber P <b> 1 via the first port 8 and the second pressure via the second port 9. A pressure adjusting unit 20 that adjusts the pressure of the air K flowing into the chamber P2 is provided.

圧力調整部20では、共通のサーボ弁又はそれぞれ別々のサーボ弁を第1のポート8及び第2のポート9に設けて、第1の圧力室P1内の圧力と第2の圧力室P2内の圧力とを調整する。これにより、ロッド4の上下方向の位置を制御することが可能である。   In the pressure adjusting unit 20, a common servo valve or a separate servo valve is provided in each of the first port 8 and the second port 9, and the pressure in the first pressure chamber P1 and the second pressure chamber P2 are set. Adjust the pressure. Thereby, the vertical position of the rod 4 can be controlled.

ここで、ロッド4が上下方向にスライドした場合、ステータ16に対するロータ15の位置関係によって、ロータ15のマグネットとステータ16のコイルとの間で作用する磁気吸引力が変動することになる。   Here, when the rod 4 slides in the vertical direction, the magnetic attractive force acting between the magnet of the rotor 15 and the coil of the stator 16 varies depending on the positional relationship of the rotor 15 with respect to the stator 16.

具体的には、ステータ16の中央と対向する位置にロータ15がある場合、ロータ15には、上下方向で均等となる磁気吸引力が作用する。一方、ステータ16の中央と対向する位置よりも上方にロータ15がある場合、ロータ15には下方に向かう方向の磁気吸引力が作用し、ロータ15が上方に向かうほど、その磁気吸引力が強くなる。逆に、ステータ16の中央と対向する位置よりも下方にロータ15がある場合、ロータ15には上方に向かう方向の磁気吸引力が作用し、ロータ15が下方に向かうほど、その磁気吸引力が強くなる。すなわち、ロータ15には、このロータ15をステータ16の中央と対向する位置に保持しようとする一定の保持力が発生する。また、この保持力は、ステータ16の中央からの上下方向の距離に比例する。   Specifically, when the rotor 15 is located at a position facing the center of the stator 16, a magnetic attraction force that is equal in the vertical direction acts on the rotor 15. On the other hand, when the rotor 15 is above the position facing the center of the stator 16, a magnetic attractive force in a downward direction acts on the rotor 15, and the magnetic attractive force increases as the rotor 15 moves upward. Become. Conversely, when the rotor 15 is located below the position facing the center of the stator 16, a magnetic attractive force in the upward direction acts on the rotor 15, and the magnetic attractive force decreases as the rotor 15 moves downward. Become stronger. That is, the rotor 15 generates a certain holding force that tries to hold the rotor 15 at a position facing the center of the stator 16. Further, this holding force is proportional to the distance in the vertical direction from the center of the stator 16.

本実施形態の流体圧アクチュエータ1Aでは、この保持力を補償するように、第1のポート8を介して第1の圧力室P1に流入する空気Kの圧力と、第2のポート9を介して第2の圧力室P2に流入する空気Kの圧力とに補正を加えて圧力調整を行う。これにより、ロッド4の上下方向の位置を高精度に制御することが可能である。   In the fluid pressure actuator 1 </ b> A of the present embodiment, the pressure of the air K flowing into the first pressure chamber P <b> 1 via the first port 8 and the second port 9 so as to compensate for this holding force. The pressure is adjusted by correcting the pressure of the air K flowing into the second pressure chamber P2. Thereby, the vertical position of the rod 4 can be controlled with high accuracy.

以上のような構造を有する流体圧アクチュエータ1Aは、例えば、半導体チップのダイボンディング工程やマウンティング工程等で用いられる。具体的には、半導体製造装置内において半導体チップを保持するツールが先端に取り付けられたロッド4を上下方向に移動可能な範囲でスライド(移動)させる。又は、ロッド4を軸回り方向に必要な範囲で回転させる。これにより、半導体チップをリードフレームや基板等の実装面上に実装することができる。   The fluid pressure actuator 1A having the above structure is used, for example, in a die bonding process or a mounting process of a semiconductor chip. Specifically, in the semiconductor manufacturing apparatus, the tool 4 for holding the semiconductor chip is slid (moved) within a range in which it can move in the vertical direction. Alternatively, the rod 4 is rotated in the necessary range in the direction around the axis. Thereby, the semiconductor chip can be mounted on a mounting surface such as a lead frame or a substrate.

本実施形態の流体圧アクチュエータ1Aでは、ピストン3が第1の流体ベアリングB1を介して上下方向及び軸回り方向にスライド(移動)及び回転自在に支持され、ロッド4が第2のエアベアリングB2を介して上下方向及び軸回り方向にスライド(移動)及び回転自在に支持され、シャフト11が第3のエアベアリングB3を介して上下方向及び軸回り方向にスライド(移動)及び回転自在に支持されている。   In the fluid pressure actuator 1A of the present embodiment, the piston 3 is supported by the first fluid bearing B1 so as to be slidable (movable) and rotatable in the vertical direction and the axial direction, and the rod 4 supports the second air bearing B2. Via the third air bearing B3, the shaft 11 is supported so as to slide (move) and rotate freely. Yes.

特に、本実施形態の流体圧アクチュエータ1Aでは、第2の流体ベアリングB2が形成される位置に第1の多孔質絞り10と、第3の流体ベアリングB3が形成される位置に第2の多孔質絞り14とを設けることで、ピストン3に接続されたロッド4及びシャフト11の支持剛性をそれぞれ高めることが可能である。   In particular, in the fluid pressure actuator 1A of the present embodiment, the second porous bearing 10 is formed at the position where the second fluid bearing B2 is formed, and the second porous bearing B3 is formed at the position where the third fluid bearing B3 is formed. By providing the throttle 14, it is possible to increase the support rigidity of the rod 4 and the shaft 11 connected to the piston 3.

これにより、本実施形態の流体圧アクチュエータ1Aでは、非接触駆動によるロッド4のスライド(移動)及び回転を行いながら、上述した半導体チップの高精度な荷重制御や位置制御を行うことが可能である。   Thereby, in the fluid pressure actuator 1A of the present embodiment, it is possible to perform high-precision load control and position control of the above-described semiconductor chip while sliding (moving) and rotating the rod 4 by non-contact driving. .

また、本実施形態の流体圧アクチュエータ1Aでは、ロッド4をスライド(移動)させるための機構と、ロッド4を回転させるための機構とを一体に組み込むことができるため、よりコンパクトな設計を行うことが可能である。   Further, in the fluid pressure actuator 1A of the present embodiment, a mechanism for sliding (moving) the rod 4 and a mechanism for rotating the rod 4 can be integrated, so that a more compact design is performed. Is possible.

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図2に示すような流体圧アクチュエータ1Bの構成とすることも可能である。なお、図2は、流体圧アクチュエータ1Bの構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記流体圧アクチュエータ1Aと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, it is possible to adopt a configuration of a fluid pressure actuator 1B as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the fluid pressure actuator 1B. Moreover, in the following description, about the site | part equivalent to the said fluid pressure actuator 1A, while omitting description, the same code | symbol shall be attached | subjected in drawing.

具体的に、この流体圧アクチュエータ1Bは、図2に示すように、回転駆動部12を構成するステータ16の全長がロータ15よりも長くなっている。それ以外は、上記流体圧アクチュエータ1Aと基本的に同じ構成を有している。   Specifically, in the fluid pressure actuator 1 </ b> B, as shown in FIG. 2, the total length of the stator 16 that constitutes the rotation drive unit 12 is longer than that of the rotor 15. The rest of the configuration is basically the same as that of the fluid pressure actuator 1A.

この構成の場合、流体圧アクチュエータ1Bの全長が長くなるが、上述したロータ15をステータ16の中央と対向する位置に保持しよう保持力が発生しない。したがって、このような保持力を補償するための圧力調整を行わずに、ロッド4の上下方向の位置を高精度に制御することが可能である。   In the case of this configuration, the total length of the fluid pressure actuator 1 </ b> B becomes long, but no holding force is generated to hold the rotor 15 at a position facing the center of the stator 16. Therefore, it is possible to control the position of the rod 4 in the vertical direction with high accuracy without performing pressure adjustment for compensating for such holding force.

なお、上記実施形態では、差動流体として空気Kを用いたエア圧シリンダを例示しているが、空気K以外の流体を用いた流体圧アクチュエータに対して本発明を幅広く適用することが可能である。また、流体圧アクチュエータの用途についても、特に限定されるものではなく、上述した半導体製造装置以外にも適用することが可能である。   In the above embodiment, an air pressure cylinder using air K as the differential fluid is illustrated, but the present invention can be widely applied to fluid pressure actuators using fluids other than air K. is there. Further, the use of the fluid pressure actuator is not particularly limited, and can be applied to other than the semiconductor manufacturing apparatus described above.

1A,1B…流体圧アクチュエータ 2…シリンダ 3…ピストン 4…ロッド 5…シリンダハウジング 6…ボア孔 7…第1の軸孔 8…第1のポート 9…第2のポート 10…第1の多孔質絞り 11…シャフト 12…回転駆動部 13…第2の軸孔 14…第2の多孔質絞り 15…ロータ 16…ステータ 17…エンコーダ(位置検出部) 18…スケール 19…ケース 20…圧力調整部 K…空気(流体) P1…第1の圧力室 P2…第2の圧力室 B1…第1のエアベアリング B2…第2のエアベアリング B3…第3のエアベアリング   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B ... Fluid pressure actuator 2 ... Cylinder 3 ... Piston 4 ... Rod 5 ... Cylinder housing 6 ... Bore hole 7 ... 1st shaft hole 8 ... 1st port 9 ... 2nd port 10 ... 1st porous Diaphragm 11 ... Shaft 12 ... Rotation drive unit 13 ... Second shaft hole 14 ... Second porous aperture 15 ... Rotor 16 ... Stator 17 ... Encoder (position detection unit) 18 ... Scale 19 ... Case 20 ... Pressure adjustment unit K ... Air (fluid) P1 ... First pressure chamber P2 ... Second pressure chamber B1 ... First air bearing B2 ... Second air bearing B3 ... Third air bearing

Claims (7)

シリンダと、
前記シリンダの内部で移動するピストンと、
前記ピストンの一端側に接続されると共に、前記シリンダに設けられた第1の軸孔から前記シリンダの外部へと突出した状態で、前記ピストンと一体に移動するロッドと、
前記ピストンの他端側に接続されると共に、前記シリンダに設けられた第2の軸孔から前記シリンダの外部へと突出した状態で、前記ピストンと一体に移動するシャフトと、
前記シャフトの外周部に取り付けられたロータと、前記ロータの周囲を囲むステータとを含む回転駆動部とを備え、
前記シリンダと前記ピストンとの間の隙間に流入する流体により第1の流体ベアリングが形成され、
前記第1の軸孔と前記ロッドとの間の隙間に流入する流体により第2の流体ベアリングが形成され、
前記第2の軸孔と前記シャフトとの間の隙間に流入する流体により第3の流体ベアリングが形成されることを特徴とする流体圧アクチュエータ。
A cylinder,
A piston that moves inside the cylinder;
A rod that is connected to one end of the piston and that moves integrally with the piston in a state of protruding from a first shaft hole provided in the cylinder to the outside of the cylinder;
A shaft that is connected to the other end side of the piston and that moves integrally with the piston in a state of protruding from a second shaft hole provided in the cylinder to the outside of the cylinder;
A rotation drive unit including a rotor attached to the outer periphery of the shaft, and a stator surrounding the rotor;
A first fluid bearing is formed by the fluid flowing into the gap between the cylinder and the piston;
A second fluid bearing is formed by the fluid flowing into the gap between the first shaft hole and the rod;
A fluid pressure actuator, wherein a third fluid bearing is formed by a fluid flowing into a gap between the second shaft hole and the shaft.
前記第1の軸孔の前記第2の流体ベアリングが形成される位置及び前記第2の軸孔の前記第3の流体ベアリングが形成される位置には、それぞれ多孔質絞りが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流体圧アクチュエータ。   Porous throttles are respectively provided at positions where the second fluid bearing is formed in the first shaft hole and positions where the third fluid bearing is formed in the second shaft hole. The fluid pressure actuator according to claim 1. 前記ステータの全長が前記ロータよりも長いことを特徴とする請求項1又は2に記載の流体圧アクチュエータ。   3. The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein an overall length of the stator is longer than that of the rotor. 前記ロータの全長が前記ステータよりも長いことを特徴とする請求項1又は2に記載の流体圧アクチュエータ。   The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein an overall length of the rotor is longer than that of the stator. 前記シリンダ内の前記ピストンを挟んで前記シャフト側に位置する第1の圧力室に流体を流入させる第1のポートと、
前記シリンダ内の前記ピストンを挟んで前記ロッド側に位置する第2の圧力室に流体を流入させる第2のポートと、
前記シャフトの先端部に取り付けられた位置検出部と、
前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記第1のポートを介して前記第1の圧力室に流入する流体の圧力と、前記第2のポートを介して前記第2の圧力室に流入する流体の圧力とを調整する圧力調整部とを備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。
A first port through which fluid flows into a first pressure chamber located on the shaft side across the piston in the cylinder;
A second port for allowing a fluid to flow into a second pressure chamber located on the rod side across the piston in the cylinder;
A position detector attached to the tip of the shaft;
Based on the detection result of the position detection unit, the pressure of the fluid flowing into the first pressure chamber through the first port and the second pressure chamber through the second port. The fluid pressure actuator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pressure adjusting unit that adjusts a pressure of the fluid.
前記圧力調整部は、前記ロータと前記ステータとの間で作用する磁気吸引力の変動を考慮して、前記第1のポートを介して前記第1の圧力室に流入する流体の圧力と、前記第2のポートを介して前記第2の圧力室に流入する流体の圧力とを調整することを特徴とする請求項5に記載の流体圧アクチュエータ。   The pressure adjusting unit takes into account fluctuations in the magnetic attractive force acting between the rotor and the stator, and the pressure of the fluid flowing into the first pressure chamber through the first port; The fluid pressure actuator according to claim 5, wherein the pressure of the fluid flowing into the second pressure chamber through the second port is adjusted. 前記流体が空気であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の流体圧アクチュエータ。   The fluid pressure actuator according to claim 1, wherein the fluid is air.
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