CN118216077A - 直动旋转电动机 - Google Patents

Abstract

直动旋转电动机具有：框架(5)；定子(10)，其具有直动用线圈(11)及旋转用线圈(12)；以及可动件(20)，其具备具有输出轴(21a)的轴(21)及磁铁(22)，对直动用线圈(11)和旋转用线圈(12)通电而使可动件(20)进行直动及旋转。直动检测器(52)以与磁铁(22)相对的方式配置于框架(5)或者定子(10)，对可动件(20)的直动方向的位置进行检测。直动标尺(51)遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于可动件(20)的外周，以使得在可动件(20)进行直动或者旋转时直动检测器(52)相对。

Description

直动旋转电动机

技术领域

本发明涉及一种可动件进行直动及旋转的直动旋转电动机。

背景技术

公开了通过1个致动器进行直动及旋转的直动旋转电动机。该种直动旋转电动机具有：可动件，其具有进行励磁的永磁铁；以及定子，其具有在旋转方向产生旋转磁场的电枢绕组、和在直动方向产生行进磁场的电枢绕组。在该种直动旋转电动机中，大多在输出轴的相反侧集中配置对直动位移和旋转位移进行检测的位置检测器。在如上所述的位置检测器的配置中，伴随可动件的直动长度的增加，直动旋转电动机的直动方向的长度增加，电动机的全长增加。

在专利文献1中，示出了具有在磁铁系统的外周设置的定时标尺和与定时标尺相对的传感器的线性驱动器。

专利文献1：日本特开2011－147333号公报

发明内容

在专利文献1中，定时标尺是在轴的轴向延伸的细长的形状，因此如果可动件旋转，则无法通过传感器对定时标尺进行检测，无法进行直动位置的检测。因此，在专利文献1中，设置有阻止可动件的旋转的滑动销及孔。在专利文献1中，存在下述问题，即，设置有阻止可动件的旋转的结构，电动机的构造大型化而变得复杂。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到实现电动机的小型化及构造的简单化的直动旋转电动机。

为了解决上述课题，并达到目的，本发明中的直动旋转电动机具有：框架，其具有筒形状的框架主体；定子，其具有配置于框架主体的内周壁、在直动方向产生直动磁场的直动用线圈，以及与直动用线圈同心状地配置、在旋转方向产生旋转磁场的旋转用线圈；以及可动件，其具备能够直动及旋转地支撑于框架、具有输出轴的轴，以及设置于轴的外周的磁铁，对直动用线圈和旋转用线圈通电，使可动件进行直动及旋转。直动旋转电动机具有：直动检测器，其以与磁铁相对的方式配置于框架或者定子，对可动件的直动方向的位置进行检测；

以及直动标尺，其遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于可动件的外周，以使得在可动件进行直动或者旋转时直动检测器相对。

发明的效果

根据本发明中的直动旋转电动机，具有能够实现电动机的小型化及构造的简单化这一效果。

附图说明

图1是实施方式1的直动旋转电动机的侧剖视图。

图2是实施方式1的直动旋转电动机的输出轴进行直动及旋转时的侧剖视图。

图3是表示实施方式1的直动旋转电动机的剖视图。

图4是表示实施方式1的直动旋转电动机的剖视图。

图5是表示实施方式2的直动旋转电动机的剖视图。

图6是表示实施方式3的直动旋转电动机的剖视图。

图7是表示实施方式4的直动旋转电动机的剖视图。

图8是表示实施方式4的直动旋转电动机所包含的直动标尺的一个例子的展开图。

图9是实施方式5的直动旋转电动机的侧剖视图。

图10是实施方式6的直动旋转电动机的侧剖视图。

图11是实施方式7的直动旋转电动机的侧剖视图。

图12是实施方式8的直动旋转电动机的侧剖视图。

图13是实施方式9的直动旋转电动机的侧剖视图。

图14是实施方式10的直动旋转电动机的侧剖视图。

图15是实施方式11的直动旋转电动机的侧剖视图。

图16是实施方式12的直动旋转电动机的侧剖视图。

图17是实施方式13的直动旋转电动机的侧剖视图。

图18是实施方式14的直动旋转电动机的侧剖视图。

图19是实施方式15的直动旋转电动机的侧剖视图。

图20是表示实施方式15的直动旋转电动机中所具有的直动旋转标尺的一个例子的展开图。

图21是表示实施方式15的直动旋转电动机中所具有的直动旋转标尺的另一例的展开图。

具体实施方式

下面，基于附图对实施方式所涉及的直动旋转电动机详细地进行说明。

实施方式1.

图1是实施方式1的直动旋转电动机的侧剖视图。图2是实施方式1的直动旋转电动机的输出轴进行直动及旋转时的侧剖视图。图3是表示实施方式1的直动旋转电动机的剖视图。图3是沿图1的III

－III线的剖视图。图4是表示实施方式1的直动旋转电动机的剖视图。图4是沿图1的IV－IV线的剖视图。直动旋转电动机具有筒形状的框体即框架5。框架5具有中空圆柱形状的框架主体5a、第1端板5b、中板5c和第2端板5d。在框架5中内置有电动机部和位置检测部。

电动机部具有定子10和可动件20。定子10具有直动用线圈(推进用线圈)11、旋转用线圈12和定子铁心13。可动件20具有轴21和作为励磁磁铁的磁铁22。磁铁22配置于轴21的外周。可动件20的轴21以能够进行向直动方向的移动及向旋转方向的旋转的方式由一对直动旋转轴承30、35支撑。即，轴21能够直动及旋转地支撑于框架5。

位置检测部具有：直动位置检测部50，其对可动件20的直动方向的位置进行检测；以及旋转位置检测部60，其对可动件20的旋转方向的位置进行检测。直动位置检测部50具有：直动标尺51，其配置于可动件20；以及直动检测器52，其读取直动标尺51。旋转位置检测部60具有：旋转标尺61，其与可动件20连结；以及旋转检测器62，其读取旋转标尺61。下面，有时将可动件20的直动方向简称为直动方向。

定子10的直动用线圈11和旋转用线圈12如图3所示配置为同心状。电流被独立地控制而对直动用线圈11及旋转用线圈12通电，由此在直动方向产生直动磁场，在旋转方向产生旋转磁场，与可动件20的磁铁22相吸引及相排斥，由此可动件20在直动方向及旋转方向移动。在直动用线圈11及旋转用线圈12的外径侧配置有定子铁心13。由此，能够有效地利用磁铁22的磁通，电动机的推力和转矩提高。此外，为了电动机轻量化，可以不在定子10配置定子铁心13，仅将直动用线圈11及旋转用线圈12配置于定子10。将直动用线圈11与旋转用线圈12相比向定子10的内径侧配置，由此漏磁通减少，电动机的推力提高。此外，在与推力相比希望使转矩提高的情况下，可以将旋转用线圈12与直动用线圈11相比向定子10的内径侧配置。如上所述，不在定子10配置定子铁心13，仅由直动用线圈11及旋转用线圈12构成定子10的实施，可以应用于后面记述的各实施方式。

可动件20的磁铁22在直动方向和旋转方向这两者产生电磁力。为此，在磁铁22中，将菱形的磁铁的N极和S极交替地配置于直动方向及旋转方向。此外，为了削减磁铁量，可以将长方形的N极和S极交替地配置，为了减少磁铁成本，可以将在直动方向充磁的圆筒状磁铁的N极和S极交替地配置，设为在磁铁间配置有铁心的爪极构造。并且，为了推力提高及转矩提高，可以设为在菱形的磁铁的N极和S极之间配置有在可动件20的表面的平行方向充磁的磁铁的海尔贝克排列。另外，不仅是表面磁铁型，也可以是在铁心埋入有磁铁的磁铁埋入型。

轴21具有在框架5的一端侧的第1端板5b之外露出的输出轴21a。在输出轴21a侧的第1端板5b配置的作为第1直动旋转轴承的直动旋转轴承35由轴承36及球形键槽37构成。在与第1端板5b相对的中板5c配置的作为第2直动旋转轴承的直动旋转轴承30由轴承31及球形键槽32构成。直动旋转轴承30、35为了减少成本，可以使用轴承和滑动衬套的组合、行程衬套、滑动旋转衬套、线性旋转衬套、线性球衬套或者滑动轴承。

构成直动位置检测部50的直动标尺51配置于磁铁22和内径侧的线圈即直动用线圈11之间的空隙即间隙15。在实施方式1中，直动标尺51配置于间隙15中的可动件20的外周。具体地说，直动标尺51配置于间隙15中的磁铁22的外周表面。如图1及图2所示，直动标尺51的直动方向的长度与可动件20的直动方向的可动范围即行程长度相对应。另外，直动标尺51如图3及图4所示，遍及可动件20的周向的旋转范围而设置。在实施方式1中，直动标尺51遍及可动件20的整周而配置。

构成直动位置检测部50的直动检测器52如图1、图4所示，以与磁铁22相对的方式配置于框架5的框架主体5a。另外，直动检测器52设置于框架5的框架主体5a的内周壁中的直动标尺51的直动范围内。在实施方式1中，直动检测器52在直动方向上，配置于直动旋转轴承30、35的配置位置的正中央。如图1及图4所示，在沿直动方向延伸的定子铁心13、直动用线圈11及旋转用线圈12中的直动方向上的正中央的一处，设置有在周向的整个范围延伸的空间16。在该空间16，以被定子铁心13和定子铁心13夹着、被直动用线圈11和直动用线圈11夹着、且被旋转用线圈12和旋转用线圈12夹着的方式配置有直动检测器52。即，定子铁心13、直动用线圈11及旋转用线圈12在直动方向分离，在分离的定子铁心13、直动用线圈11及旋转用线圈12之间配置有直动检测器52。此外，在存在定子铁心13的情况下，可以将直动检测器52配置为仅被定子铁心13夹着，也可以配置为仅被定子铁心13及外径侧的线圈即旋转用线圈12夹着。另外，在不存在定子铁心13的情况下，可以将直动检测器52配置为仅被外径侧的线圈即旋转用线圈12夹着。如上所述的直动检测器52的径向上的各种配置方式，可以应用于直动用线圈11、旋转用线圈12及定子铁心13被同心状地设置的后面记述的各实施方式。

如上所述，直动标尺51配置于磁铁22的外径侧的表面，且设置为将直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围覆盖，以使得在可动件20进行直动或者旋转时直动检测器52始终相对。因此，在遍及行程长度的整个范围且从0度至360度为止的周向的整个范围能够对直动方向的位置进行检测。

直动标尺51是在片状的部件整体排列有在一个方向延伸的刻度的光学标尺，通过粘接剂而固定于可动件20的磁铁22的表面。通过将直动标尺51设为光学式，从而即使配置于磁铁22和直动用线圈11的间隙15，也不受磁铁22和直动用线圈11及旋转用线圈12的磁场的影响。此外，也可以在磁铁22的外周粘接直动标尺51，也可以在磁铁22的外周配置圆筒形的金属部件而在金属部件直接形成刻度。或者，也可以在形成有刻度的金属部件中埋入磁铁，使金属部件具有直动标尺51的功能和磁铁22的保持这两个功能。

构成旋转位置检测部60的旋转检测器62固定于与配置输出轴21a侧的第1端板5b相反侧的第2端板5d。构成旋转位置检测部60的旋转标尺61配置于轴21的与输出轴21a相反的轴端部侧。在旋转标尺61遍及旋转方向的整周而刻有刻度。旋转检测器62读取刻在旋转标尺61的刻度。为了抑制与输出轴21a相反侧的轴端部的直动方向的动作，设置内置有球形键槽32的中空构造的旋转标尺安装部40。旋转标尺安装部40固定于球形键槽32的外周部。旋转标尺61固定于旋转标尺安装部40而旋转，但在直动方向不动作。旋转标尺61是光学式的标尺。此外，作为旋转检测器62和旋转标尺61，为了减少成本，也可以使用磁式的检测器和标尺。

直动标尺51以覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围的方式设置于磁铁22的表面，因此从图1所示的状态至图2所示的状态为止，可动件20在直动方向移动且在旋转方向旋转时，直动检测器52和直动标尺51都以一定的间隔相对，且旋转检测器62和旋转标尺61也以一定的间隔相对。

如上所述，根据实施方式1，配置为在可动件20的磁铁22的表面配置直动标尺51，在定子10和可动件20之间的间隙15设置直动标尺51，且直动标尺51覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围，因此不需要阻止可动件的旋转的结构，实现电动机的小型化及构造的简单化。

实施方式2.

图5是表示实施方式2的直动旋转电动机的剖视图。图5与沿图1的IV－IV线的剖视图相对应。实施方式2的直动旋转电动机中的沿图1的III－III线的剖面与图3所示的剖面相同。

在实施方式2中，直动检测器52的配置方式与实施方式1不同。实施方式2的其他结构与实施方式1相同，省略重复的说明。在实施方式1中，在定子铁心13、直动用线圈11及旋转用线圈12中的直动方向上的正中央的一处，设置有在周向的整个范围延伸的空间16。在实施方式2中，在直动用线圈11及旋转用线圈12中的直动方向上的正中央的一处，设置有能够收容直动检测器52的凹部17，将直动检测器52插入至该凹部17。直动检测器52配置于定子铁心13的内周面上。此外，也可以将凹部17形成为延伸至定子铁心13为止，将直动检测器52配置于框架5的框架主体5a的内周壁。

根据实施方式2，在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，能够实现通过直动用线圈11和旋转用线圈12的体积扩大带来的电动机损耗的减少、和通过直动用线圈11、旋转用线圈12和直动检测器52的一体制造带来的成本减少。此外，也可以将直动用线圈11或者旋转用线圈12的一者，或者直动用线圈11和旋转用线圈12这两者由印刷基板或者柔性基板形成，将直动检测器52安装于这些基板上。

实施方式3.

图6是表示实施方式3的直动旋转电动机的剖视图。图6与沿图1的IV－IV线的剖视图相对应。实施方式3的直动旋转电动机中的沿图1的III－III线的剖面与图3所示的剖面相同。

在实施方式3中，直动检测器52的配置方式与实施方式1不同。实施方式3的其他结构与实施方式1相同，省略重复的说明。在实施方式3中，在内径侧的线圈即直动用线圈11的表面配置直动检测器52。直动检测器52可以粘接于直动用线圈11的表面，也可以将直动用线圈11由印刷基板或者柔性基板形成，将直动检测器52安装于这些基板的表面。此外，可以将在内径侧的线圈的表面配置直动检测器52这一实施应用于后面记述的各实施方式。

根据实施方式3，在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，能够减小直动检测器52和直动标尺51之间的距离，因此位置精度提高。

实施方式4.

图7是表示实施方式4的直动旋转电动机的剖视图。图7与沿图1的III－III线的剖视图相对应。图8是表示实施方式4的直动旋转电动机所包含的直动标尺51的一个例子的展开图。实施方式4的直动旋转电动机中的沿图1的IV－IV线的剖面与图4、图5、图6的任意者所示的剖面相同。

在实施方式4中，直动标尺51的配置方式与实施方式1不同。实施方式4的其他结构与实施方式1至实施方式3的任意者相同，省略重复的说明。在实施方式4中，在直动标尺51中，片状的部件通过粘接剂而固定于可动件20的磁铁22的表面，片状的部件的接缝部分51a成为直动检测器52中的无法检测区域。因此，在实施方式4中，以直动检测器52和接缝部分51a不相对的方式限制可动件20的周向的旋转范围。另外，如图8所示，直动标尺51是遍及片状的部件的整体，一个方向的刻度隔开间隔而连续地形成的光学标尺，通过直动检测器52沿读取方向读取直动标尺51，由此能够对片状的部件的直动方向的位移进行检测。此外，图8所示的直动标尺51例示出实施方式4以外的各实施方式的直动旋转电动机所包含的直动标尺51。

根据实施方式4，无需遍及可动件20的整周而配置直动标尺51，在实施方式1的效果的基础上，具有直动标尺51的成本能够减少这一效果。

实施方式5.

图9是实施方式5的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式5中，将旋转标尺61a设为环状的中空构造。另外，使旋转标尺安装部40a的轴21的轴向的长度比图1的旋转标尺安装部40短。并且，在框架5的第2端板5d形成有用于将轴21的输出轴21a相反侧的轴部分21b露出的孔，轴21的轴部分21b从框架5的第2端板5d向外部露出。实施方式5的其他结构与实施方式1相同，省略重复的说明。

如上所述，根据实施方式5，将旋转标尺61a设为中空构造，因此可动件20的轴21和旋转标尺61a不干涉，能够使轴21的输出轴21a相反侧的轴部分21b从框架5露出。因此，在实施方式1的效果的基础上，具有下述效果，即，能够将旋转位置检测部60的直动方向的尺寸以可动件20的行程长度量缩短。

实施方式6.

图10是实施方式6的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式6中，将轴21设为中空构造而设置有贯通孔21c。实施方式6的其他结构与实施方式5相同，省略重复的说明。在实施方式6中，在与输出轴21a相反侧的轴部分的贯通孔21c连接真空喷射器，由此能够将轴21的内部减压。

根据实施方式6，将轴21设为中空构造，因此不使用其他部件的管，能够将轴21的内部减压，由此，能够通过轴21的输出轴21a吸附部件，在实施方式1的效果的基础上，具有装置组装及装置维护容易这一效果。此外，可以在实施方式1至实施方式4、实施方式7至实施方式15的任意者应用将轴21设为中空构造而设置贯通孔21c这一结构。

实施方式7.

图11是实施方式7的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式7中，将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离，在直动用线圈11和旋转用线圈12之间配置有直动检测器52。直动检测器52固定于框架5的框架主体5a的内周壁。实施方式7的其他结构与实施方式5相同，省略重复的说明。将直动用线圈11和旋转用线圈12合起来而得到的直动方向的长度大于磁铁22的直动方向的长度。因此，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积，根据可动件20的直动方向的位置而变化。

在实施方式7中，将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离而配置，因此能够将电动机的径向的尺寸小型化。另外，与可动件20的直动方向的位置相应地，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积，即推力常数和转矩常数变动，因此能够与可动件20的直动方向的位置相应地生成电流指令，由此能够减少电动机损耗。

实施方式8.

图12是实施方式8的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式8中，将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离，在直动用线圈11和旋转用线圈12之间配置有直动检测器52。这一点与实施方式7相同。在实施方式8中，将直动用线圈11和旋转用线圈12合起来而得到的直动方向的长度小于磁铁22的直动方向的长度。因此，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积不根据可动件20的位置发生变化。

另外，由轴承31及球形键槽32构成的直动旋转轴承30不是设置于中板5c，而是设置于第2端板5d。旋转标尺安装部40a设置于球形键槽32的外周，随着可动件20的旋转而旋转，但即使可动件20直动，在直动方向也不移动。旋转标尺61a固定于旋转标尺安装部40a。因此，旋转标尺61a也随着可动件20的旋转而旋转，但即使可动件20直动，在直动方向也不移动。

在中板5c形成有可动件20用于直动及旋转的孔5c1。旋转检测器62固定于中板5c，读取隔开一定的距离而设置的旋转标尺61a的刻度。旋转检测器62配置为与可动件20的磁铁22的一部分在电动机的径向排列。因此，能够将直动旋转电动机的直动方向的全长小型化。实施方式8的其他结构与实施方式7和相同，省略重复的说明。

根据实施方式8，将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离而配置，因此能够将电动机的径向的尺寸小型化。另外，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积不根据可动件20的位置发生变化。因此，无需与可动件20的直动方向的位置相匹配地生成电流指令，控制能够简易化。并且，将旋转检测器62和磁铁22在电动机的径向排列而配置，因此能够将直动旋转电动机的全长小型化。

实施方式9.

图13是实施方式9的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式9中，不如实施方式1至实施方式8所示，将旋转位置检测部60配置于由定子10和可动件20的磁铁22构成的电动机部的轴向的横的空间，而是将旋转位置检测部60与直动位置检测部50同样地，配置于电动机部内的空间。实施方式9的其他结构与实施方式1相同，省略重复的说明。

直动标尺51及旋转标尺61配置于间隙15中的磁铁22的外径侧的表面的轴向的其他位置。直动标尺51及旋转标尺61的直动方向的长度与可动件20的直动方向的可动范围即行程长度相对应。另外，直动标尺51及旋转标尺61设置为覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围。直动标尺51和旋转标尺61以各自的刻度的雕刻方向正交的方式相邻地配置。

直动检测器52如图4所示，配置于定子10中的在直动方向上的一处以与直动标尺51相对的方式形成的空间16，固定于框架5的框架主体5a的内周壁。直动检测器52以被定子铁心13和定子铁心13夹着、被直动用线圈11和直动用线圈11夹着且被旋转用线圈12和旋转用线圈12夹着的方式配置于空间16。

旋转检测器62也同样地，配置于定子铁心13、直动用线圈11及旋转用线圈12中的在直动方向上的一处以与旋转标尺61相对的方式形成的空间19，固定于框架5的框架主体5a的内周壁。旋转检测器62以被定子铁心13和定子铁心13夹着、被直动用线圈11和直动用线圈11夹着且被旋转用线圈12和旋转用线圈12夹着的方式配置于空间19。

此外，在存在定子铁心13的情况下，可以将直动检测器52、旋转检测器62配置为仅被定子铁心13夹着，也可以配置为仅被定子铁心13及外径侧的线圈即旋转用线圈12夹着。另外，在不存在定子铁心13的情况下，可以将直动检测器52、旋转检测器62配置为仅被外径侧的线圈即旋转用线圈12夹着。另外，也可以将直动检测器52及旋转检测器62如图6所示，配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之中的内径侧的线圈的表面。

根据实施方式9，能够将直动位置检测部50和旋转位置检测部60的结构设为相同，能够通过部件通用化而削减位置检测器的成本。并且，由于将电动机部和位置检测部一体化，因此能够缩短电动机的全长。

实施方式10.

图14是实施方式10的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式10中，与实施方式9同样地，将旋转位置检测部60及直动位置检测部50配置于电动机部内的空间。另外，与实施方式7、实施方式8同样地，直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离。

在直动用线圈11和旋转用线圈12之间配置有直动检测器52。旋转检测器62配置为与直动用线圈11相邻。直动检测器52及旋转检测器62固定于框架5的框架主体5a的内周壁。直动标尺51及旋转标尺61配置于间隙15中的磁铁22的外径侧的表面的轴向的其他位置。直动标尺51配置为与直动检测器52相对，旋转标尺61配置为与旋转检测器62相对。直动标尺51及旋转标尺61设置为覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围。直动标尺51和旋转标尺61以各自的刻度的雕刻方向正交的方式相邻地配置。

在实施方式10中，将直动用线圈11和旋转用线圈12合起来而得到的直动方向的长度小于磁铁22的直动方向的长度。因此，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积不根据可动件20的直动方向的位置发生变化。

根据实施方式10，将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离而配置，因此能够将电动机的径向的尺寸小型化。另外，由于将电动机部和位置检测部一体化，因此能够缩短电动机的全长。另外，直动用线圈11和磁铁22相对的面积及旋转用线圈12和磁铁22相对的面积不根据可动件20的直动方向的位置发生变化。因此，无需与可动件20的直动方向的位置相匹配地生成电流指令，控制能够简易化。此外，可以将直动检测器52及旋转检测器62配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之中的任意者的表面。

实施方式11.

图15是实施方式11的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式11中，将直动位置检测部50及旋转位置检测部60之中的一者配置于磁铁22和框架5的框架主体5a之间，将另一者配置于轴21中的不存在磁铁22的部位和框架5的框架主体5a之间。在图15中，将直动位置检测部50配置于磁铁22和框架5的框架主体5a之间，将旋转位置检测部60配置于轴21中的不存在磁铁22的部位和框架5的框架主体5a之间。实施方式11的其他结构与实施方式10相同，省略重复的说明。

旋转位置检测部60的旋转标尺61配置于轴21中的不存在磁铁22的部位的外周，旋转检测器62以与旋转标尺61相对的方式配置于框架主体5a的内周壁。直动标尺51及旋转标尺61设置为覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围。

根据实施方式11，即使在可动件20的磁铁22的直动方向的长度小的情况下，也能够将直动标尺51和旋转标尺61配置于轴21，因此在实施方式10的效果的基础上，具有能够通过部件通用化而削减位置检测器的成本这一效果。

实施方式12.

图16是实施方式12的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式12中，隔着中板5c将直动用线圈11和旋转用线圈12在直动方向分离。另外，将可动件20的磁铁在直动方向分离为直动用磁铁22a和旋转用磁铁22b。旋转用磁铁22b配置于由中板5c和中板5e包围的空间。

直动检测器52配置于直动用线圈11之间，固定于框架主体5a的内周壁。直动标尺51配置于间隙15中的可动件20的磁铁22的外周。

框架5具有框架主体5a、第1端板5b、中板5c、中板5e及第2端板5d。在中板5e设置有与球形键槽32的外周连接的轴承38。在中板5c设置有由轴承31及球形键槽32构成的直动旋转轴承30。直动旋转轴承30支承轴21的基端部21d。

旋转用磁铁22b配置于球形键槽32的外周。通过球形键槽32抑制直动方向的移动，因此旋转用磁铁22b与旋转用线圈12始终相对。旋转标尺61固定于在球形键槽32的外周配置的旋转标尺安装部40，与球形键槽32一起旋转。旋转检测器62与旋转标尺61隔开一定的距离而固定于框架5的第2端板5d。

根据实施方式12，不需要直动旋转电动机用的磁铁22，能够使用一般性的直动电动机(轴线性电动机)用的直动用磁铁22a和旋转电动机用的旋转用磁铁22b，能够通过部件通用化而减少成本。另外，在旋转用磁铁22b的内径侧配置有球形键槽32，因此在旋转电动机部分能够抑制直动方向的移动，电动机的全长能够小型化。

实施方式13.

图17是实施方式13的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式13中，定子10与实施方式1同样地，具有直动用线圈11、旋转用线圈12及定子铁心13，它们同心状地配置于框架5的框架主体5a的内周壁。直动检测器52配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之间，直动标尺51配置于与磁铁22的外周。直动标尺51设置为覆盖直动方向的全部可动范围及周向的全部旋转范围。

另一方面，旋转检测器62设置于可动件20的轴21或者磁铁22的外周。在图17中，旋转检测器62设置于轴21的外周。因此，旋转检测器62在直动方向和旋转方向移动。旋转标尺61以与旋转检测器62相对的方式配置于内径侧的线圈即直动用线圈11的内周。旋转标尺61遍及直线方向的可动范围和周向的旋转范围而设置，以使得在旋转检测器62进行直动或者旋转时相对。向旋转检测器62的供电和信号传递可以使用无线，也可以使用集电环。或者，也可以限制旋转范围而设为有线。此外，直动位置检测部50和旋转位置检测部60的配置也可以相反。

根据实施方式13，由于将电动机部和位置检测部一体化，因此能够缩短电动机的全长。另外，能够将直动位置检测部50和旋转位置检测部60的结构设为相同，能够通过部件通用化而削减位置检测器的成本。

实施方式14.

图18是实施方式14的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式14中，改变了实施方式13的直动位置检测部50的配置位置。实施方式14的其他结构与实施方式13相同，省略重复的说明。

在实施方式14中，直动检测器52及旋转检测器62设置于可动件20的轴21或者磁铁22的外周。在图18中，直动检测器52及旋转检测器62设置于轴21的外周。直动标尺51以与直动检测器52相对的方式配置于内径侧的线圈即直动用线圈11的内周。旋转标尺61以与旋转检测器62相对的方式配置于内径侧的线圈即直动用线圈11的内周。直动标尺51及旋转标尺61遍及直线方向的可动范围和周向的旋转范围而设置，以使得在直动检测器52及旋转检测器62进行直动或者旋转时相对。

根据实施方式14，由于将电动机部和位置检测部一体化，因此能够缩短电动机的全长。另外，能够将直动位置检测部50和旋转位置检测部60的结构设为相同，能够通过部件通用化而削减位置检测器的成本。并且，通过直动用线圈11和旋转用线圈12的体积扩大，电动机损耗能够减少。

实施方式15.

图19是实施方式15的直动旋转电动机的侧剖视图。在实施方式15中，采用了具有直动标尺及旋转标尺的功能的直动旋转标尺80。直动旋转标尺80是直动标尺及旋转标尺被同一部件化而得到的。另外，直动检测器52及旋转检测器62配置为以可动件20为中心，在框架主体5a的内周壁中的直动方向的同一位置与直动旋转标尺80相对。

定子10与实施方式1同样地，具有直动用线圈11、旋转用线圈12及定子铁心13，它们同心状地配置于框架5的框架主体5a的内周壁。直动检测器52配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之间，固定于定子铁心13。旋转检测器62配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之间，配置于周向上与直动检测器52不同的位置，固定于定子铁心13。旋转检测器62可以隔着可动件20与直动检测器52相对而配置。此外，直动检测器52和旋转检测器62也可以一体化而配置于一个基板的不同位置。

直动旋转标尺80配置于间隙15的可动件20的外周。具体地说，直动旋转标尺80配置于磁铁22的外周。直动旋转标尺80在可动件20进行直动或者旋转时，以直动检测器52及旋转检测器62相对的方式遍及直线方向的可动范围和周向的旋转范围而设置。

直动旋转标尺80是在片状的部件的整体形成有垂直地交叉的两个方向的刻度的光学标尺，通过粘接剂而固定于磁铁22的表面。此外，也可以在磁铁22的外周配置圆筒形的金属部件而在金属直接形成刻度，也可以在形成有刻度的金属部件埋入磁铁，使金属部件具有标尺和磁铁保持这两者的功能。

图20是表示实施方式15的直动旋转电动机中所具有的直动旋转标尺80的一个例子的展开图。图20的直动旋转标尺80在与标尺整体正交的两个方向形成有刻度，能够使用直动检测器52和旋转检测器62，遍及标尺整体对直动方向和旋转方向这两者的位移进行检测。

图21是表示实施方式15的直动旋转电动机中所具有的直动旋转标尺80的另一例的展开图。图21的直动旋转标尺80是将在一个方向形成有刻度的2个标尺进行组合，在标尺一半的一方在一个方向形成有刻度，在另一方在与其正交的方向形成有刻度。电动机的周向的可动范围小于或等于180度，但由于能够利用形成一个方向的刻度的标尺，因此能够减少标尺的成本。

根据实施方式15，使用将直动标尺和旋转标尺同一部件化而得到的直动旋转标尺80，因此在此前的实施方式的效果的基础上，具有下述效果，即，能够将标尺小型化，即使在可动件20的直动方向的长度小的情况下，也能够将用于对直动旋转方向的位置进行检测的标尺配置于可动件20。此外，可以将直动检测器52及旋转检测器62如图6所示，配置于直动用线圈11及旋转用线圈12之中的内径侧的线圈的表面。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一部分，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够适当地组合，或者对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

5框架，5a框架主体，5b第1端板，5c、5e中板，5c1孔，5d第2端板，10定子，11直动用线圈，12旋转用线圈，13定子铁心，15间隙，16、19空间，17凹部，20可动件，21轴，21a输出轴，21b轴部分，21c贯通孔，21d基端部，22磁铁，22a直动用磁铁，22b旋转用磁铁，30、35直动旋转轴承，31、36、38轴承，32、37球形键槽，40、40a旋转标尺安装部，50直动位置检测部，51直动标尺，51a接缝部分，52直动检测器，60旋转位置检测部，61、61a旋转标尺，62旋转检测器，80直动旋转标尺。

Claims (17)

1.一种直动旋转电动机，其具有：

框架，其具有筒形状的框架主体；

定子，其具有配置于所述框架主体的内周壁并在直动方向产生直动磁场的直动用线圈、以及与所述直动用线圈同心状地配置并在旋转方向产生旋转磁场的旋转用线圈；以及

可动件，其具备能够直动及旋转地支撑于所述框架并具有输出轴的轴、以及设置于所述轴的外周的磁铁，

对所述直动用线圈和所述旋转用线圈通电，使所述可动件进行直动及旋转，

该直动旋转电动机的特征在于，具有：

直动检测器，其以与所述磁铁相对的方式配置于所述框架或者所述定子，对所述可动件的直动方向的位置进行检测；以及

直动标尺，其遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于所述可动件的外周，以使得在所述可动件进行直动或者旋转时所述直动检测器相对。

2.根据权利要求1所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述框架具有：第1端板，其设置有将所述输出轴能够直动及旋转地支撑的第1直动旋转轴承；中板，其设置有将所述轴的与所述输出轴相反侧的轴部分能够直动及旋转地支撑的第2直动旋转轴承；以及第2端板，

在所述第2直动旋转轴承对中空构造的旋转标尺安装部进行固定，在所述旋转标尺安装部对旋转标尺进行固定，

将读取所述旋转标尺，对所述可动件的旋转方向的位置进行检测的旋转检测器固定于所述第2端板。

3.根据权利要求2所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动检测器固定于所述框架主体的内周壁，且配置于在直动方向分离的所述直动用线圈之间、或者在直动方向分离的所述旋转用线圈之间，

所述直动标尺配置于所述磁铁的外周。

4.根据权利要求2所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动检测器配置于所述直动用线圈及所述旋转用线圈之中的内径侧的线圈的表面，

所述直动标尺配置于所述磁铁的外周。

5.根据权利要求2所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述旋转标尺为中空，

所述轴的与所述输出轴相反侧的端部在所述第2端板之外露出。

6.根据权利要求1所述的直动旋转电动机，其特征在于，具有：

旋转检测器，其以与所述磁铁相对的方式配置于所述框架或者所述定子，对所述可动件的旋转方向的位置进行检测；以及

旋转标尺，其遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于所述可动件的外周，以使得在所述可动件进行直动或者旋转时所述旋转检测器相对。

7.根据权利要求6所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动检测器及所述旋转检测器固定于所述框架主体的内周壁，且配置于在直动方向延伸的所述直动用线圈及所述旋转用线圈之中的至少一者之间，

所述直动标尺及所述旋转标尺配置于所述磁铁的外周。

8.根据权利要求1所述的直动旋转电动机，其特征在于，

将旋转标尺配置于所述直动用线圈及所述旋转用线圈之中的内径侧的线圈的表面，

将读取所述旋转标尺而对所述可动件的旋转方向的位置进行检测的旋转检测器固定于所述可动件。

9.根据权利要求1所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动标尺是在正交的两个方向形成有刻度的直动旋转标尺，

具有旋转检测器，该旋转检测器以与所述磁铁相对的方式配置于在周向上与所述直动检测器不同的位置且配置于所述框架或者所述定子，对所述可动件的旋转方向的位置进行检测。

10.一种直动旋转电动机，其具有：

框架，其具有筒形状的框架主体；

定子，其具有配置于所述框架主体的内周壁并在直动方向产生直进磁场的直动用线圈、以及配置于所述框架主体的内周壁并在旋转方向产生旋转磁场的旋转用线圈，在直动方向分离为所述直动用线圈及所述旋转用线圈；以及

可动件，其具备能够直动及旋转地支撑于所述框架并具有输出轴的轴、以及设置于所述轴的外周的磁铁，

对所述直动用线圈和所述旋转用线圈通电，使所述可动件进行直动及旋转，

该直动旋转电动机的特征在于，具有：

直动检测器，其以与所述磁铁相对的方式配置于所述框架，对所述可动件的直动方向的位置进行检测；以及

直动标尺，其遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于所述可动件的外周，以使得在所述可动件进行直动或者旋转时所述直动检测器相对。

11.根据权利要求10所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述框架具有：第1端板，其设置有将所述输出轴能够直动及旋转地支撑的第1直动旋转轴承；中板，其设置有将所述轴的与所述输出轴相反侧的轴部分能够直动及旋转地支撑的第2直动旋转轴承；以及第2端板，

在所述第2直动旋转轴承对中空构造的旋转标尺安装部进行固定，在所述旋转标尺安装部对旋转标尺进行固定，

将读取所述旋转标尺而对所述可动件的旋转方向的位置进行检测的旋转检测器固定于所述第2端板。

12.根据权利要求10所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述框架具有：第1端板，其设置有将所述输出轴能够直动及旋转地支撑的第1直动旋转轴承；第2端板，其设置有将所述轴的与所述输出轴相反侧的轴部分能够直动及旋转地支撑的第2直动旋转轴承；以及中板，

将对所述可动件的旋转方向的位置进行检测的旋转检测器固定于所述中板，

在所述第2直动旋转轴承对中空构造的旋转标尺安装部进行固定，在所述旋转标尺安装部对旋转标尺进行固定。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动检测器固定于所述框架主体的内周壁，配置于在直动方向延伸的所述直动用线圈和在直动方向延伸的所述旋转用线圈之间，

所述直动标尺配置于所述磁铁的外周。

14.根据权利要求10所述的直动旋转电动机，其特征在于，具有：

旋转检测器，其以与所述磁铁相对的方式配置于所述框架或者所述定子，对所述可动件的旋转方向的位置进行检测；以及

旋转标尺，其遍及直动方向的可动范围及周向的旋转范围而设置于所述可动件的外周，以使得在所述可动件进行直动或者旋转时所述旋转检测器相对。

15.根据权利要求14所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述直动标尺及所述旋转标尺之中的一者配置于所述磁铁的外周，另一者设置于所述轴的不存在所述磁铁的部位。

16.根据权利要求11所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述磁铁在直动方向分离为直动用磁铁和旋转用磁铁，

配置为所述直动用线圈与所述直动用磁铁相对，所述旋转用线圈与所述旋转用磁铁相对。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的直动旋转电动机，其特征在于，

所述轴具有在轴向贯通的中空部。