JP2000004575A - リニア駆動アクチュエ―タ - Google Patents
リニア駆動アクチュエ―タInfo
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- JP2000004575A JP2000004575A JP8878599A JP8878599A JP2000004575A JP 2000004575 A JP2000004575 A JP 2000004575A JP 8878599 A JP8878599 A JP 8878599A JP 8878599 A JP8878599 A JP 8878599A JP 2000004575 A JP2000004575 A JP 2000004575A
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- yoke
- coil
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- linear
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型の回転駆動可能なリニア駆動アクチュエ
ータを提供する。 【解決手段】 回転駆動可能なリニア駆動アクチュエー
タであって、リニア駆動部１と回転駆動部２とから構成
される。リニア駆動部１は、ヨーク５とコイル６ａ, ６
ｂとを備えた固定子３と、駆動軸７と永久磁石８ａ, ８
ｂとを備えた可動子４を有する。回転駆動部２は、ヨー
ク１７とコイル１８とを備えた固定子１５と、駆動軸７
と一体となって回転するボールスプライン２０と永久磁
石１９とを備えた可動子１６を有する。駆動軸７は、ボ
ールスプライン２０によって軸方向に移動自在でありな
がら可動子１６と一体となって回転する。そして、コイ
ル６ａ, ６ｂを励磁すると駆動軸７は軸方向に駆動さ
れ、コイル１８を励磁すると駆動軸７は回転駆動され
る。
ータを提供する。 【解決手段】 回転駆動可能なリニア駆動アクチュエー
タであって、リニア駆動部１と回転駆動部２とから構成
される。リニア駆動部１は、ヨーク５とコイル６ａ, ６
ｂとを備えた固定子３と、駆動軸７と永久磁石８ａ, ８
ｂとを備えた可動子４を有する。回転駆動部２は、ヨー
ク１７とコイル１８とを備えた固定子１５と、駆動軸７
と一体となって回転するボールスプライン２０と永久磁
石１９とを備えた可動子１６を有する。駆動軸７は、ボ
ールスプライン２０によって軸方向に移動自在でありな
がら可動子１６と一体となって回転する。そして、コイ
ル６ａ, ６ｂを励磁すると駆動軸７は軸方向に駆動さ
れ、コイル１８を励磁すると駆動軸７は回転駆動され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動源としてリニ
アモータを用いたリニア駆動アクチュエータに関するも
のである。
アモータを用いたリニア駆動アクチュエータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電動モータの一種として、永
久磁石と電機子コイル（多相コイル）とを相対的に直線
移動可能に形成したリニアモータが知られている。そし
て、このリニアモータを駆動源として、軸方向に直線的
な動作を行うリニア駆動アクチュエータが、プリント基
板実装装置や半導体製造装置等の各種装置に広く用いら
れている。ところが、このようなリニア駆動アクチュエ
ータをプリント基板実装装置のロボットハンドなどに取
り付け、電子部品等をピック・アンド・プレースする場
合、ロボットハンドを回転移動させると部品の方向もま
た変化する。このため、部品方向を維持したままロボッ
トハンドを回転移動させるには部品自体の方向を転換す
る構成が必要となる。
久磁石と電機子コイル（多相コイル）とを相対的に直線
移動可能に形成したリニアモータが知られている。そし
て、このリニアモータを駆動源として、軸方向に直線的
な動作を行うリニア駆動アクチュエータが、プリント基
板実装装置や半導体製造装置等の各種装置に広く用いら
れている。ところが、このようなリニア駆動アクチュエ
ータをプリント基板実装装置のロボットハンドなどに取
り付け、電子部品等をピック・アンド・プレースする場
合、ロボットハンドを回転移動させると部品の方向もま
た変化する。このため、部品方向を維持したままロボッ
トハンドを回転移動させるには部品自体の方向を転換す
る構成が必要となる。
【０００３】そこで、前述ような直線的動きに加えて回
転方向の動きをも為し得るようにしたリニア駆動アクチ
ュエータも開発されている。図１１は、従来の回転駆動
可能なリニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図で
ある。図１１に示したように、従来の回転駆動可能なリ
ニア駆動アクチュエータは、駆動軸５１に永久磁石５２
ａ, ５２ｂを取り付け、これをヨーク５３に取り付けた
コイル５４を励磁することによって矢印Ａ方向に作動さ
せるリニアモータ５５を基本構成としている。そして、
このリニアモータ５５のヨーク５３を、ベルトやギア等
を介して図示しない駆動手段によって回転させる。これ
により、駆動軸５１は矢印Ａ方向の直線的動作に加え、
矢印Ｂ方向の回転動作をも行うことができるようになっ
ている。
転方向の動きをも為し得るようにしたリニア駆動アクチ
ュエータも開発されている。図１１は、従来の回転駆動
可能なリニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図で
ある。図１１に示したように、従来の回転駆動可能なリ
ニア駆動アクチュエータは、駆動軸５１に永久磁石５２
ａ, ５２ｂを取り付け、これをヨーク５３に取り付けた
コイル５４を励磁することによって矢印Ａ方向に作動さ
せるリニアモータ５５を基本構成としている。そして、
このリニアモータ５５のヨーク５３を、ベルトやギア等
を介して図示しない駆動手段によって回転させる。これ
により、駆動軸５１は矢印Ａ方向の直線的動作に加え、
矢印Ｂ方向の回転動作をも行うことができるようになっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のリニア駆動アクチュエータでは、回転駆動系
の構成をリニアモータ５５とは別に設ける必要があるた
め、装置構成が大がかりとなり、それを用いた装置体格
もまた大きくなるという問題があった。
うな従来のリニア駆動アクチュエータでは、回転駆動系
の構成をリニアモータ５５とは別に設ける必要があるた
め、装置構成が大がかりとなり、それを用いた装置体格
もまた大きくなるという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、回転駆動系を一体に組み
込んだ小型の回転駆動可能なリニア駆動アクチュエータ
を提供することにある。
込んだ小型の回転駆動可能なリニア駆動アクチュエータ
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のリニアモータ
は、磁性体により形成された第１ヨークと第１ヨーク内
に配設された円筒状の第１コイルとを備えた固定子と、
第１ヨークに対し軸方向に移動自在かつ回転自在に設け
られた駆動軸と駆動軸に取り付けられ第１ヨーク内にお
いて第１コイルと相対的に移動可能に配設された第１永
久磁石とを備えた可動子を有してなり、第１コイルを励
磁することにより第１永久磁石を駆動軸の軸方向に沿っ
て移動させて駆動軸を軸方向に駆動するリニア駆動部
と、磁性体により形成された第２ヨークと第２ヨーク内
に配設された第２コイルとを備えた固定子と、駆動軸に
取り付けられ駆動軸を軸方向に移動自在に支持しつつ駆
動軸と一体となって回転するボールスプラインとボール
スプラインに取り付けられた第２永久磁石とを備えた可
動子を有してなり、第２コイルを励磁することにより第
２永久磁石を駆動軸を中心として回転させて駆動軸を回
転駆動する回転駆動部とを有することを特徴としてい
る。
は、磁性体により形成された第１ヨークと第１ヨーク内
に配設された円筒状の第１コイルとを備えた固定子と、
第１ヨークに対し軸方向に移動自在かつ回転自在に設け
られた駆動軸と駆動軸に取り付けられ第１ヨーク内にお
いて第１コイルと相対的に移動可能に配設された第１永
久磁石とを備えた可動子を有してなり、第１コイルを励
磁することにより第１永久磁石を駆動軸の軸方向に沿っ
て移動させて駆動軸を軸方向に駆動するリニア駆動部
と、磁性体により形成された第２ヨークと第２ヨーク内
に配設された第２コイルとを備えた固定子と、駆動軸に
取り付けられ駆動軸を軸方向に移動自在に支持しつつ駆
動軸と一体となって回転するボールスプラインとボール
スプラインに取り付けられた第２永久磁石とを備えた可
動子を有してなり、第２コイルを励磁することにより第
２永久磁石を駆動軸を中心として回転させて駆動軸を回
転駆動する回転駆動部とを有することを特徴としてい
る。
【０００７】そしてこれにより、当該アクチュエータと
は別の回転機構を設けることなく、駆動軸を直線方向と
回転方向の両方に駆動させることができる。従って、当
該アクチュエータ１個のみで直線方向と回転方向の動き
を実現することができ、装置構成の簡略化、小型化が図
れる。
は別の回転機構を設けることなく、駆動軸を直線方向と
回転方向の両方に駆動させることができる。従って、当
該アクチュエータ１個のみで直線方向と回転方向の動き
を実現することができ、装置構成の簡略化、小型化が図
れる。
【０００８】この場合、前記駆動軸に、軸方向に沿って
異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、
磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより
磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の
軸方向の移動距離を検出するようにしても良い。これに
より、駆動軸の移動距離を正確に把握することができ、
軸方向の移動距離を高精度で制御することが可能とな
る。
異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、
磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより
磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の
軸方向の移動距離を検出するようにしても良い。これに
より、駆動軸の移動距離を正確に把握することができ、
軸方向の移動距離を高精度で制御することが可能とな
る。
【０００９】また、前記駆動軸に、円周方向に沿って異
なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、磁
気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより磁
気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の回
転角度を検出するようにしても良い。これにより、駆動
軸の回転角度を正確に把握することができ、駆動軸の回
転を高精度で制御することが可能となる。
なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、磁
気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより磁
気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の回
転角度を検出するようにしても良い。これにより、駆動
軸の回転角度を正確に把握することができ、駆動軸の回
転を高精度で制御することが可能となる。
【００１０】さらに、前記駆動軸を、駆動軸を軸方向に
移動自在に支持しつつ駆動軸と一体となって回転するボ
ールスプラインと、ボールスプラインを回転自在に支持
する軸受によって第１ヨークに支持するようにもでき
る。
移動自在に支持しつつ駆動軸と一体となって回転するボ
ールスプラインと、ボールスプラインを回転自在に支持
する軸受によって第１ヨークに支持するようにもでき
る。
【００１１】一方、本発明のリニアモータは、磁性体に
より形成された第１ヨークと第１ヨーク内に配設された
第１コイルとを備えた固定子と、第１ヨークに対し軸方
向に移動自在かつ回転自在に設けられた駆動軸と駆動軸
に取り付けられ第１ヨーク内において第１コイルと相対
的に移動可能に配設された第１永久磁石とを備えた可動
子を有してなり、第１コイルを励磁することにより第１
永久磁石を駆動軸の軸方向に沿って移動させて駆動軸を
軸方向に駆動するリニア駆動部と、磁性体により形成さ
れた第２ヨークと第２ヨーク内に配設された第２コイル
とを備えた固定子と、駆動軸に取り付けられ駆動軸を軸
方向に移動自在に支持しつつ駆動軸と一体となって回転
するボールスプラインとボールスプラインに取り付けら
れた第２永久磁石とを備えた可動子を有してなり、第２
コイルを励磁することにより第２永久磁石を駆動軸を中
心として回転させて駆動軸を回転駆動する回転駆動部と
を有することを特徴としている。
より形成された第１ヨークと第１ヨーク内に配設された
第１コイルとを備えた固定子と、第１ヨークに対し軸方
向に移動自在かつ回転自在に設けられた駆動軸と駆動軸
に取り付けられ第１ヨーク内において第１コイルと相対
的に移動可能に配設された第１永久磁石とを備えた可動
子を有してなり、第１コイルを励磁することにより第１
永久磁石を駆動軸の軸方向に沿って移動させて駆動軸を
軸方向に駆動するリニア駆動部と、磁性体により形成さ
れた第２ヨークと第２ヨーク内に配設された第２コイル
とを備えた固定子と、駆動軸に取り付けられ駆動軸を軸
方向に移動自在に支持しつつ駆動軸と一体となって回転
するボールスプラインとボールスプラインに取り付けら
れた第２永久磁石とを備えた可動子を有してなり、第２
コイルを励磁することにより第２永久磁石を駆動軸を中
心として回転させて駆動軸を回転駆動する回転駆動部と
を有することを特徴としている。
【００１２】この場合、前記第１コイルが、中央に空隙
部が形成されたリング状の第１コイル体と、空隙部に収
容可能な凹部が形成された第２コイル体とを備え、第１
コイル体の空隙部内に第２コイル体の凹部を収容させる
ことにより第１コイル体上に第２コイル体を重置、すな
わち重ね合わせるように置いても良い。これにより、コ
イル体を隙間なく並べることができ、可動子の位置や駆
動力、駆動速度などをより精密に制御することが可能と
なる。
部が形成されたリング状の第１コイル体と、空隙部に収
容可能な凹部が形成された第２コイル体とを備え、第１
コイル体の空隙部内に第２コイル体の凹部を収容させる
ことにより第１コイル体上に第２コイル体を重置、すな
わち重ね合わせるように置いても良い。これにより、コ
イル体を隙間なく並べることができ、可動子の位置や駆
動力、駆動速度などをより精密に制御することが可能と
なる。
【００１３】また、前記可動子が、駆動軸に対し回転自
在に設けられ第１永久磁石を保持するマグネットホルダ
を備え、このマグネットホルダに、軸方向に沿って異な
る磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、磁気
スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより磁気
スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の軸方
向の移動距離を検出するようにしても良い。
在に設けられ第１永久磁石を保持するマグネットホルダ
を備え、このマグネットホルダに、軸方向に沿って異な
る磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、磁気
スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより磁気
スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の軸方
向の移動距離を検出するようにしても良い。
【００１４】さらに、前記駆動軸に、円周方向に沿って
異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、
磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより
磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の
回転角度を検出するようにしても良い。
異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、
磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより
磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して駆動軸の
回転角度を検出するようにしても良い。
【００１５】加えて、前記駆動軸を、駆動軸を軸方向に
移動自在かつ回転自在に支持する軸受部材によって第１
ヨークに支持するようにしても良い。
移動自在かつ回転自在に支持する軸受部材によって第１
ヨークに支持するようにしても良い。
【００１６】なお、ここで言う回転とは正逆両方向の円
運動を示しており、一方向のみの円運動を意味するもの
ではない。
運動を示しており、一方向のみの円運動を意味するもの
ではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１である回転駆動可能なリニア駆動アクチュエータ
（以下、アクチュエータと略す）の構成を示す説明図で
ある。本発明によるアクチュエータは、リニアモータと
回転駆動モータを一体化した構成となっており、直線駆
動（Ｚ方向）と回転駆動（θ方向）の両方を行い得るＺ
−θ軸リニアモータの形になっている。そして、その構
成は図１に示したように、大きくリニア駆動部１と回転
駆動部２の２つの部分に分けられる。
態１である回転駆動可能なリニア駆動アクチュエータ
（以下、アクチュエータと略す）の構成を示す説明図で
ある。本発明によるアクチュエータは、リニアモータと
回転駆動モータを一体化した構成となっており、直線駆
動（Ｚ方向）と回転駆動（θ方向）の両方を行い得るＺ
−θ軸リニアモータの形になっている。そして、その構
成は図１に示したように、大きくリニア駆動部１と回転
駆動部２の２つの部分に分けられる。
【００１９】リニア駆動部１は、固定子３と可動子４か
らなる可動磁石型のリニアモータとなっている。ここで
固定子３は、磁性材料によって形成された円筒形状のヨ
ーク（第１ヨーク）５と、ヨーク５の内面側に固定され
た円筒形状の電機子コイル（第１コイル）６ａ, ６ｂと
から構成されている。本実施の形態のアクチュエータで
は、電機子コイル（以下、コイルと略す）が２つ設けら
れており、両コイル６ａ, ６ｂには、図１に示したよう
に互いに逆方向の磁界が発生するように電流が供給され
る。
らなる可動磁石型のリニアモータとなっている。ここで
固定子３は、磁性材料によって形成された円筒形状のヨ
ーク（第１ヨーク）５と、ヨーク５の内面側に固定され
た円筒形状の電機子コイル（第１コイル）６ａ, ６ｂと
から構成されている。本実施の形態のアクチュエータで
は、電機子コイル（以下、コイルと略す）が２つ設けら
れており、両コイル６ａ, ６ｂには、図１に示したよう
に互いに逆方向の磁界が発生するように電流が供給され
る。
【００２０】可動子４は、駆動軸７と永久磁石（第１永
久磁石）８ａ, ８ｂとから構成されており、永久磁石８
ａ, ８ｂは、磁性材料からなるマグネットホルダ９によ
って駆動軸７に取り付けられている。ここで駆動軸７は
ボールスプライン１０に挿通されており、ボールスプラ
イン１０は、ヨーク５の上端開口部に取り付けられたヨ
ークカバー１１に軸受１２によって回転自在に支持され
ている。また、永久磁石８ａ, ８ｂは、コイル６ａと６
ｂの磁界が逆となることに対応して、極性が反対となる
ように取り付けられている。従って、コイル６ａ, ６ｂ
を励磁すると、永久磁石８ａ, ８ｂに同方向に推力が作
用し、駆動軸７が図１の矢印Ｚ方向に直線的に移動す
る。なお、駆動軸７のストロークはコイル長から永久磁
石長を減じた長さとなり、求められる仕様に応じて適宜
設定される。
久磁石）８ａ, ８ｂとから構成されており、永久磁石８
ａ, ８ｂは、磁性材料からなるマグネットホルダ９によ
って駆動軸７に取り付けられている。ここで駆動軸７は
ボールスプライン１０に挿通されており、ボールスプラ
イン１０は、ヨーク５の上端開口部に取り付けられたヨ
ークカバー１１に軸受１２によって回転自在に支持され
ている。また、永久磁石８ａ, ８ｂは、コイル６ａと６
ｂの磁界が逆となることに対応して、極性が反対となる
ように取り付けられている。従って、コイル６ａ, ６ｂ
を励磁すると、永久磁石８ａ, ８ｂに同方向に推力が作
用し、駆動軸７が図１の矢印Ｚ方向に直線的に移動す
る。なお、駆動軸７のストロークはコイル長から永久磁
石長を減じた長さとなり、求められる仕様に応じて適宜
設定される。
【００２１】ボールスプライン１０は、後述するボール
スプライン２０と同様の構成になっており、その内部に
は、整列循環運動する負荷ボールが多数保持されてい
る。そして、この負荷ボールと駆動軸７に形成されたボ
ール溝（図３参照）の働きにより、ボールスプライン１
０は駆動軸７を軸方向に移動自在に支持しつつ駆動軸７
と一体となって回転する。すなわち、駆動軸７はこのボ
ールスプライン１０と軸受１２により、ヨーク５に対し
軸方向に移動自在かつ回転自在に支持されることにな
る。従って、駆動軸７は、コイル６ａ, ６ｂへの電流供
給方向を適宜変化させることにより、ヨーク５に支持さ
れた状態で図１において上下方向に自在に駆動される。
スプライン２０と同様の構成になっており、その内部に
は、整列循環運動する負荷ボールが多数保持されてい
る。そして、この負荷ボールと駆動軸７に形成されたボ
ール溝（図３参照）の働きにより、ボールスプライン１
０は駆動軸７を軸方向に移動自在に支持しつつ駆動軸７
と一体となって回転する。すなわち、駆動軸７はこのボ
ールスプライン１０と軸受１２により、ヨーク５に対し
軸方向に移動自在かつ回転自在に支持されることにな
る。従って、駆動軸７は、コイル６ａ, ６ｂへの電流供
給方向を適宜変化させることにより、ヨーク５に支持さ
れた状態で図１において上下方向に自在に駆動される。
【００２２】リニア駆動部１にはさらに、駆動軸７の移
動距離を検出する移動距離検出部３０が設けられてい
る。この移動距離検出部３０は、駆動軸７に取り付けら
れた円筒形状の磁気スケール１３と、磁気スケール１３
と対向して設置された磁気検出ヘッド１４とから構成さ
れている。図２は、そのうちの磁気スケール１３の構成
を示す説明図である。図２に示したように、磁気スケー
ル１３には軸方向に沿って異なる磁極が７０μｍピッチ
で交互に着磁されている。そして、マグネットホルダ９
の空洞部９ａ内にて駆動軸７の外周に嵌め込まれて固定
され、駆動軸７と共に移動する。なお、図２は理解を容
易にするために磁極ピッチを拡大して示している。
動距離を検出する移動距離検出部３０が設けられてい
る。この移動距離検出部３０は、駆動軸７に取り付けら
れた円筒形状の磁気スケール１３と、磁気スケール１３
と対向して設置された磁気検出ヘッド１４とから構成さ
れている。図２は、そのうちの磁気スケール１３の構成
を示す説明図である。図２に示したように、磁気スケー
ル１３には軸方向に沿って異なる磁極が７０μｍピッチ
で交互に着磁されている。そして、マグネットホルダ９
の空洞部９ａ内にて駆動軸７の外周に嵌め込まれて固定
され、駆動軸７と共に移動する。なお、図２は理解を容
易にするために磁極ピッチを拡大して示している。
【００２３】また、磁気検出ヘッド１４は、磁気スケー
ル１３の外周との間に若干の間隙を開けて、磁気スケー
ル１３の磁極に対向するように配設される。この磁気検
出ヘッド１４は、磁極の変化を捉えそれをパルス信号と
して出力するものであり、磁気スケール１３の移動に伴
って磁極が変化するとこの変化がパルス信号となって出
力される。従って、駆動軸７の移動量をパルス累積数と
して把握することができ、この場合ではそれを７０μｍ
ピッチで検出できることになる。なお、磁気検出ヘッド
１４は、図示しない構成によってヨークカバー１１に取
り付けられる。
ル１３の外周との間に若干の間隙を開けて、磁気スケー
ル１３の磁極に対向するように配設される。この磁気検
出ヘッド１４は、磁極の変化を捉えそれをパルス信号と
して出力するものであり、磁気スケール１３の移動に伴
って磁極が変化するとこの変化がパルス信号となって出
力される。従って、駆動軸７の移動量をパルス累積数と
して把握することができ、この場合ではそれを７０μｍ
ピッチで検出できることになる。なお、磁気検出ヘッド
１４は、図示しない構成によってヨークカバー１１に取
り付けられる。
【００２４】次に、回転駆動部２は、固定子１５と可動
子１６からなるブラシレスモータとなっている。図３
は、この回転駆動部２の構成を示す説明図であり、図１
におけるＡ−Ａ線に沿った断面の構造を示している。こ
こで固定子１５は、円筒形状のヨーク（第２ヨーク）１
７と電機子コイル（第２コイル、以下、コイルと略す）
１８とから構成されている。ヨーク１７は、磁性材料に
よって形成されており、リニア駆動部１のヨーク５の下
部に嵌合固定されている。また、ヨーク１７の内面側に
は磁極片１７ａが突出形成されており、そこに巻き付け
られた導線がコイル１８を構成する。
子１６からなるブラシレスモータとなっている。図３
は、この回転駆動部２の構成を示す説明図であり、図１
におけるＡ−Ａ線に沿った断面の構造を示している。こ
こで固定子１５は、円筒形状のヨーク（第２ヨーク）１
７と電機子コイル（第２コイル、以下、コイルと略す）
１８とから構成されている。ヨーク１７は、磁性材料に
よって形成されており、リニア駆動部１のヨーク５の下
部に嵌合固定されている。また、ヨーク１７の内面側に
は磁極片１７ａが突出形成されており、そこに巻き付け
られた導線がコイル１８を構成する。
【００２５】可動子１６は、駆動軸７と複数の永久磁石
（第２永久磁石）１９とから構成されている。この場
合、永久磁石１９は、磁性材料からなるマグネットホル
ダ２１の外周に円周方向に等間隔で取り付けられてい
る。一方、駆動軸７は、ボールスプライン２０に挿通さ
れおり、その外周にはマグネットホルダ２１が固着され
ている。すなわち、永久磁石１９は、マグネットホルダ
２１を介してボールスプライン２０に取り付けられてい
る形となる。なお、ボールスプライン２０は、ヨーク１
７の下部に取り付けられた軸受２４によって回転自在に
支持されている。
（第２永久磁石）１９とから構成されている。この場
合、永久磁石１９は、磁性材料からなるマグネットホル
ダ２１の外周に円周方向に等間隔で取り付けられてい
る。一方、駆動軸７は、ボールスプライン２０に挿通さ
れおり、その外周にはマグネットホルダ２１が固着され
ている。すなわち、永久磁石１９は、マグネットホルダ
２１を介してボールスプライン２０に取り付けられてい
る形となる。なお、ボールスプライン２０は、ヨーク１
７の下部に取り付けられた軸受２４によって回転自在に
支持されている。
【００２６】ここで、ボールスプライン２０には、その
内部を整列循環運動する負荷ボール２２が多数保持され
ている。また、駆動軸７の外周には、軸方向に沿ってボ
ール溝２３が形成されており、このボール溝内を負荷ボ
ールが転動する。これによりボールスプライン２０は、
駆動軸７を軸方向に移動自在に保持しつつ駆動軸７と一
体となって回転することが可能となる。すなわち、駆動
軸７は、このボールスプライン２０と軸受２４により、
ヨーク１７に対し軸方向に移動自在かつ回転自在に支持
されることになる。従って、コイル１８を励磁すると永
久磁石１９に回転方向の力が作用し、駆動軸７はマグネ
ットホルダ２１やボールスプライン２０と共に図１の矢
印θ方向に回転する。
内部を整列循環運動する負荷ボール２２が多数保持され
ている。また、駆動軸７の外周には、軸方向に沿ってボ
ール溝２３が形成されており、このボール溝内を負荷ボ
ールが転動する。これによりボールスプライン２０は、
駆動軸７を軸方向に移動自在に保持しつつ駆動軸７と一
体となって回転することが可能となる。すなわち、駆動
軸７は、このボールスプライン２０と軸受２４により、
ヨーク１７に対し軸方向に移動自在かつ回転自在に支持
されることになる。従って、コイル１８を励磁すると永
久磁石１９に回転方向の力が作用し、駆動軸７はマグネ
ットホルダ２１やボールスプライン２０と共に図１の矢
印θ方向に回転する。
【００２７】なお、ブラシレスモータたる回転駆動部２
には、ホール素子等を用いた図示しない可動子位置検出
手段が設けられており、その検出信号によって適宜コイ
ル１８の磁界を切り換えて可動子４を回転させるように
している。
には、ホール素子等を用いた図示しない可動子位置検出
手段が設けられており、その検出信号によって適宜コイ
ル１８の磁界を切り換えて可動子４を回転させるように
している。
【００２８】このように本発明によるアクチュエータで
は、ボールスプライン２０を用いることにより、アクチ
ュエータにリニア駆動部１と共に回転駆動部２をも内蔵
させている。このため、当該アクチュエータとは別の回
転機構を設けることなく、駆動軸７を直線駆動（Ｚ方
向）と回転駆動（θ方向）の両方を行い得る構成となっ
ている。従って、回転方向への移動を伴うロボットハン
ドで電子部品等をピック・アンド・プレースする場合な
どに当該アクチュエータを用いれば、アクチュエータ１
個のみで所望の動作を実現することができ、装置構成を
簡略化、小型化することが可能となる。
は、ボールスプライン２０を用いることにより、アクチ
ュエータにリニア駆動部１と共に回転駆動部２をも内蔵
させている。このため、当該アクチュエータとは別の回
転機構を設けることなく、駆動軸７を直線駆動（Ｚ方
向）と回転駆動（θ方向）の両方を行い得る構成となっ
ている。従って、回転方向への移動を伴うロボットハン
ドで電子部品等をピック・アンド・プレースする場合な
どに当該アクチュエータを用いれば、アクチュエータ１
個のみで所望の動作を実現することができ、装置構成を
簡略化、小型化することが可能となる。
【００２９】なお、当該アクチュエータでは、可動子
４, １６に永久磁石を配しており可動子側へ電力供給を
行う必要がない構成となっている。従って、ブラシ等の
給電機構が必要なく装置構成が簡略化されている。
４, １６に永久磁石を配しており可動子側へ電力供給を
行う必要がない構成となっている。従って、ブラシ等の
給電機構が必要なく装置構成が簡略化されている。
【００３０】回転駆動部２にはさらに、駆動軸７の回転
角度を検出する回転角度検出部２５が設けられている。
この回転角度検出部２５は、ヨーク１７の下側に取り付
けられた下部カバー２６内に配設されており、駆動軸７
に固着されたロータ２７と、このロータ２７の外周に取
り付けられた磁気スケール２８と、磁気スケール２８と
対向して設置された磁気検出ヘッド２９とから構成され
ている。
角度を検出する回転角度検出部２５が設けられている。
この回転角度検出部２５は、ヨーク１７の下側に取り付
けられた下部カバー２６内に配設されており、駆動軸７
に固着されたロータ２７と、このロータ２７の外周に取
り付けられた磁気スケール２８と、磁気スケール２８と
対向して設置された磁気検出ヘッド２９とから構成され
ている。
【００３１】この場合、磁気スケール２８には、円周方
向に沿って異なる磁極が交互に着磁されている。また、
磁気検出ヘッド２９は、磁気スケール２８との間に若干
の間隙を開けて、磁気スケール２８の磁極に対向するよ
うに下部カバー２６の内周に配設される。この磁気検出
ヘッド２９も前述の磁気検出ヘッド１４と同様、磁極の
変化を捉えそれをパルス信号として出力するものであ
り、磁気スケール２８の回転移動に伴って磁極が変化す
るとこの変化がパルス信号となって出力される。従っ
て、駆動軸７の回転量をパルス累積数として把握するこ
とができ、この場合は、５０万パルス／ｒｅｖの分解能
で駆動軸７の回転角度を検出できるようになっている。
向に沿って異なる磁極が交互に着磁されている。また、
磁気検出ヘッド２９は、磁気スケール２８との間に若干
の間隙を開けて、磁気スケール２８の磁極に対向するよ
うに下部カバー２６の内周に配設される。この磁気検出
ヘッド２９も前述の磁気検出ヘッド１４と同様、磁極の
変化を捉えそれをパルス信号として出力するものであ
り、磁気スケール２８の回転移動に伴って磁極が変化す
るとこの変化がパルス信号となって出力される。従っ
て、駆動軸７の回転量をパルス累積数として把握するこ
とができ、この場合は、５０万パルス／ｒｅｖの分解能
で駆動軸７の回転角度を検出できるようになっている。
【００３２】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２であるアクチュエータについて説明する。図４,５
はその構成を示す断面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線
に沿った断面を示している。また、図６は図４のＢ−Ｂ
線に沿った断面図、図７は図４のＣ−Ｃ線に沿った断面
図である。なお、実施の形態１と同様の部材については
同一の符号を付しその詳細は省略する。
態２であるアクチュエータについて説明する。図４,５
はその構成を示す断面図であり、図５は図４のＡ−Ａ線
に沿った断面を示している。また、図６は図４のＢ−Ｂ
線に沿った断面図、図７は図４のＣ−Ｃ線に沿った断面
図である。なお、実施の形態１と同様の部材については
同一の符号を付しその詳細は省略する。
【００３３】図４, ５のアクチュエータも、図１のアク
チュエータと同様、Ｚ−θ軸リニアモータの形になって
いる。また、その構成も大きくリニア駆動部１と回転駆
動部２の２つの部分に分けられる。
チュエータと同様、Ｚ−θ軸リニアモータの形になって
いる。また、その構成も大きくリニア駆動部１と回転駆
動部２の２つの部分に分けられる。
【００３４】この場合、リニア駆動部１も前述同様、固
定子３と可動子４からなる可動磁石型のリニアモータと
なっている。但し、本実施の形態では図１のものと異な
り、固定子３が磁性材料によって形成された角筒形状の
ヨーク（第１ヨーク）３１と、ヨーク３１の内面側に固
定されたドーナツ形の複数の電機子コイル（第１コイ
ル）３２とから構成されている。当該アクチュエータで
は、このヨーク３１がヨーク本体３３と側壁３４とから
構成されており、さらに、ヨーク３１が回転駆動部２の
ヨーク（第２ヨーク）３５の一部をも兼ねた構成となっ
ている。
定子３と可動子４からなる可動磁石型のリニアモータと
なっている。但し、本実施の形態では図１のものと異な
り、固定子３が磁性材料によって形成された角筒形状の
ヨーク（第１ヨーク）３１と、ヨーク３１の内面側に固
定されたドーナツ形の複数の電機子コイル（第１コイ
ル）３２とから構成されている。当該アクチュエータで
は、このヨーク３１がヨーク本体３３と側壁３４とから
構成されており、さらに、ヨーク３１が回転駆動部２の
ヨーク（第２ヨーク）３５の一部をも兼ねた構成となっ
ている。
【００３５】ヨーク本体３３は、上面部３３ａと、２組
の側面部３３ｂ, ３３ｃと、底面部３３ｄとからなり、
図４, ６, ７に示したように側面部３３ｃには側壁３４
が嵌め込まれている。一方、側面部３３ｂには各々、コ
イル３２が複数連設されており、隣接するコイル３２の
間で異なる位相の磁界が発生するように電流が供給され
る。
の側面部３３ｂ, ３３ｃと、底面部３３ｄとからなり、
図４, ６, ７に示したように側面部３３ｃには側壁３４
が嵌め込まれている。一方、側面部３３ｂには各々、コ
イル３２が複数連設されており、隣接するコイル３２の
間で異なる位相の磁界が発生するように電流が供給され
る。
【００３６】ここで、当該アクチュエータでは、このコ
イル３２が図１のものと異なり、多数隙間なく並べられ
ている。図８はコイル３２の連設状態を示す説明図であ
り、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後の状態を
示している。なお、図８ではその一部のみを記載してお
り、実際にはこれが多数連なった形となっている。
イル３２が図１のものと異なり、多数隙間なく並べられ
ている。図８はコイル３２の連設状態を示す説明図であ
り、（ａ）は組み付け前、（ｂ）は組み付け後の状態を
示している。なお、図８ではその一部のみを記載してお
り、実際にはこれが多数連なった形となっている。
【００３７】図８に示したように、当該コイル３２は、
リング状の下コイル（第１コイル体）４０と、中央が窪
んだ形で屈曲したリング状の上コイル（第２コイル体）
４１の組み合わせにより形成される。この場合、上コイ
ル４１の中央には、肩部４１ａを両端側に残して凹部４
１ｂが形成されている。また、下コイル４０には、その
中央に空孔部（空隙部）４０ａが設けられており、その
周囲を本体部４０ｂが取り囲む形となっている。そし
て、この孔部４０ａに上コイル４１の凹部４１ｂを嵌め
込み、本体部４０ｂ上に肩部４１ａを載せるようにして
両者を組み付け、図８（ｂ）のような一体のコイル３２
を形成する。なお、空孔部４０ａは必ずしも貫通孔であ
る必要はなく、凹部４１ｂが収容できる深さがあれば底
があるものでも良い。
リング状の下コイル（第１コイル体）４０と、中央が窪
んだ形で屈曲したリング状の上コイル（第２コイル体）
４１の組み合わせにより形成される。この場合、上コイ
ル４１の中央には、肩部４１ａを両端側に残して凹部４
１ｂが形成されている。また、下コイル４０には、その
中央に空孔部（空隙部）４０ａが設けられており、その
周囲を本体部４０ｂが取り囲む形となっている。そし
て、この孔部４０ａに上コイル４１の凹部４１ｂを嵌め
込み、本体部４０ｂ上に肩部４１ａを載せるようにして
両者を組み付け、図８（ｂ）のような一体のコイル３２
を形成する。なお、空孔部４０ａは必ずしも貫通孔であ
る必要はなく、凹部４１ｂが収容できる深さがあれば底
があるものでも良い。
【００３８】このように、コイル３２を上コイル４１と
下コイル４０を重ね合わせて形成すると、図５に示した
ようにコイル３２を隙間なく並べることが可能となる。
従って、当該アクチュエータでは、可動子４の位置や駆
動力、駆動速度などをより精密に制御でき、例えば、搬
送したワークを若干の力で押さえ付けるといったような
きめ細かな動作を行わせることが可能となる。また、コ
イル３２をスペース効率よく配設できるため、小型で高
出力、高性能なアクチュエータを提供することが可能と
なる。
下コイル４０を重ね合わせて形成すると、図５に示した
ようにコイル３２を隙間なく並べることが可能となる。
従って、当該アクチュエータでは、可動子４の位置や駆
動力、駆動速度などをより精密に制御でき、例えば、搬
送したワークを若干の力で押さえ付けるといったような
きめ細かな動作を行わせることが可能となる。また、コ
イル３２をスペース効率よく配設できるため、小型で高
出力、高性能なアクチュエータを提供することが可能と
なる。
【００３９】可動子４は、駆動軸７と複数の永久磁石
（第１永久磁石）８とから構成されており、永久磁石８
は、磁性材料からなるマグネットホルダ９によって駆動
軸７に取り付けられている。この場合、マグネットホル
ダ９の上下端部にはそれぞれ蓋部材３７が嵌合固定され
ており、蓋部材３７にはさらにベアリング３６が取り付
けられている。このベアリング３６には駆動軸７が回転
自在かつ軸方向に規制された状態で挿通されている。す
なわち、マグネットホルダ９と駆動軸７の間は、このベ
アリング３６によって相互に回転自在となっており、か
つマグネットホルダ９は駆動軸７と共に移動するように
なっている。従って、コイル３２を励磁すると永久磁石
８に推力が作用し、駆動軸７が図４の矢印Ｚ方向に直線
的に移動する。
（第１永久磁石）８とから構成されており、永久磁石８
は、磁性材料からなるマグネットホルダ９によって駆動
軸７に取り付けられている。この場合、マグネットホル
ダ９の上下端部にはそれぞれ蓋部材３７が嵌合固定され
ており、蓋部材３７にはさらにベアリング３６が取り付
けられている。このベアリング３６には駆動軸７が回転
自在かつ軸方向に規制された状態で挿通されている。す
なわち、マグネットホルダ９と駆動軸７の間は、このベ
アリング３６によって相互に回転自在となっており、か
つマグネットホルダ９は駆動軸７と共に移動するように
なっている。従って、コイル３２を励磁すると永久磁石
８に推力が作用し、駆動軸７が図４の矢印Ｚ方向に直線
的に移動する。
【００４０】また、駆動軸７は、当該実施の形態ではリ
ニアブッシュ（軸受部材）４８に挿通されている。この
リニアブッシュ４８はヨーク３１の側壁３４に取り付け
られた支持部材３８によって軸方向に移動自在かつ回転
自在に支持されている。このリニアブッシュ１０は、そ
の内部に配設された保持器によって、整列循環運動する
負荷ボールを多数保持した構成となっている。この場
合、前述のボールスプラインとは異なり、駆動軸７側に
はボール溝は形成されておらず、負荷ボールの転動より
駆動軸７を軸方向に移動自在かつ回転自在に支持するよ
うになっている。
ニアブッシュ（軸受部材）４８に挿通されている。この
リニアブッシュ４８はヨーク３１の側壁３４に取り付け
られた支持部材３８によって軸方向に移動自在かつ回転
自在に支持されている。このリニアブッシュ１０は、そ
の内部に配設された保持器によって、整列循環運動する
負荷ボールを多数保持した構成となっている。この場
合、前述のボールスプラインとは異なり、駆動軸７側に
はボール溝は形成されておらず、負荷ボールの転動より
駆動軸７を軸方向に移動自在かつ回転自在に支持するよ
うになっている。
【００４１】リニア駆動部１にはさらに、駆動軸７の移
動距離を検出する移動距離検出部３０が設けられてい
る。この移動距離検出部３０は、駆動軸７に取り付けら
れた角柱形状の磁気スケール３９と、磁気スケール３９
と対向して設置された磁気検出ヘッド４２とから構成さ
れている。磁気スケール３９には軸方向に沿って異なる
磁極が例えば７０μｍピッチで交互に着磁されており、
マグネットホルダ９のスケール取付溝９ｂ内に嵌め込ま
れて固定され、駆動軸７と共に移動する。また、磁気検
出ヘッド４２は、磁気スケール３９の磁極に対向するよ
うに側壁３４の内側面に配設される。そして、この磁気
検出ヘッド４２により磁気スケール３９の磁極の変化を
捉え、駆動軸７の移動量をパルス累積数として把握す
る。
動距離を検出する移動距離検出部３０が設けられてい
る。この移動距離検出部３０は、駆動軸７に取り付けら
れた角柱形状の磁気スケール３９と、磁気スケール３９
と対向して設置された磁気検出ヘッド４２とから構成さ
れている。磁気スケール３９には軸方向に沿って異なる
磁極が例えば７０μｍピッチで交互に着磁されており、
マグネットホルダ９のスケール取付溝９ｂ内に嵌め込ま
れて固定され、駆動軸７と共に移動する。また、磁気検
出ヘッド４２は、磁気スケール３９の磁極に対向するよ
うに側壁３４の内側面に配設される。そして、この磁気
検出ヘッド４２により磁気スケール３９の磁極の変化を
捉え、駆動軸７の移動量をパルス累積数として把握す
る。
【００４２】次に、回転駆動部２は、固定子１５と可動
子１６からなるブラシレスモータとなっている。ここ
で、固定子１５は、ヨーク３５とコイル（第２コイル）
４３とから構成され、リニア駆動部１と隔壁４４によっ
て隔てられている。図９は、コイル４３の構成を示す説
明図であり、コイル４３は６個のコイル体４３ａを放射
状に平面配置した構成となっている。また、ヨーク３５
は、磁性材料によって形成され、ヨーク本体３３の側面
部３３ｂの延在部分と底面部３３ｄ、および側壁３４の
下部に配設される軸受ブロック４５とから構成される。
子１６からなるブラシレスモータとなっている。ここ
で、固定子１５は、ヨーク３５とコイル（第２コイル）
４３とから構成され、リニア駆動部１と隔壁４４によっ
て隔てられている。図９は、コイル４３の構成を示す説
明図であり、コイル４３は６個のコイル体４３ａを放射
状に平面配置した構成となっている。また、ヨーク３５
は、磁性材料によって形成され、ヨーク本体３３の側面
部３３ｂの延在部分と底面部３３ｄ、および側壁３４の
下部に配設される軸受ブロック４５とから構成される。
【００４３】可動子１６は、駆動軸７と複数（例えば８
個）の永久磁石（第２永久磁石）１９とから構成されて
いる。この場合、永久磁石１９は、磁性材料からなるマ
グネットホルダ２１の外周に円周方向に等間隔で取り付
けられている。一方、駆動軸７は、ボールスプライン２
０に挿通されおり、その外周にはマグネットホルダ２１
が固着されている。すなわち、永久磁石１９は、マグネ
ットホルダ２１を介してボールスプライン２０に取り付
けられている形となる。さらに、ボールスプライン２０
は、ヨーク本体３３の下部に取り付けられた軸受ブロッ
ク４５に回転自在に支持されている。このため駆動軸７
は、ボールスプライン２０と軸受ブロック４５により、
ヨーク本体３３に対し軸方向に移動自在かつ回転自在に
支持されることになる。従って、コイル１８を励磁する
と永久磁石１９に回転方向の力が作用し、駆動軸７はマ
グネットホルダ２１やボールスプライン２０と共に図４
の矢印θ方向に回転する。
個）の永久磁石（第２永久磁石）１９とから構成されて
いる。この場合、永久磁石１９は、磁性材料からなるマ
グネットホルダ２１の外周に円周方向に等間隔で取り付
けられている。一方、駆動軸７は、ボールスプライン２
０に挿通されおり、その外周にはマグネットホルダ２１
が固着されている。すなわち、永久磁石１９は、マグネ
ットホルダ２１を介してボールスプライン２０に取り付
けられている形となる。さらに、ボールスプライン２０
は、ヨーク本体３３の下部に取り付けられた軸受ブロッ
ク４５に回転自在に支持されている。このため駆動軸７
は、ボールスプライン２０と軸受ブロック４５により、
ヨーク本体３３に対し軸方向に移動自在かつ回転自在に
支持されることになる。従って、コイル１８を励磁する
と永久磁石１９に回転方向の力が作用し、駆動軸７はマ
グネットホルダ２１やボールスプライン２０と共に図４
の矢印θ方向に回転する。
【００４４】このように実施の形態２のアクチュエータ
においても、アクチュエータにリニア駆動部１と回転駆
動部２を内蔵させ、駆動軸７を直線駆動（Ｚ方向）と回
転駆動（θ方向）の両方を行い得るようになっている。
なお、当該アクチュエータにも、駆動軸７の回転角度を
検出する回転角度検出部２５が設けられている。そこで
は、実施の形態１と同様に、駆動軸７に固着されたロー
タ２７の円周に図示しない磁気スケールを配置し、その
磁極変化を図示しない磁気検出ヘッドにて捉え駆動軸７
の回転角度を検出している。
においても、アクチュエータにリニア駆動部１と回転駆
動部２を内蔵させ、駆動軸７を直線駆動（Ｚ方向）と回
転駆動（θ方向）の両方を行い得るようになっている。
なお、当該アクチュエータにも、駆動軸７の回転角度を
検出する回転角度検出部２５が設けられている。そこで
は、実施の形態１と同様に、駆動軸７に固着されたロー
タ２７の円周に図示しない磁気スケールを配置し、その
磁極変化を図示しない磁気検出ヘッドにて捉え駆動軸７
の回転角度を検出している。
【００４５】（実施の形態３）さらに、実施の形態３と
して放熱性を高めたアクチュエータを示す。図１０は、
実施の形態３であるアクチュエータの外観を示す斜視図
である。
して放熱性を高めたアクチュエータを示す。図１０は、
実施の形態３であるアクチュエータの外観を示す斜視図
である。
【００４６】本実施の形態のアクチュエータは、実施の
形態２のアクチュエータにおいて、そのヨーク３１の外
周側に放熱部４６を設けたものである。この放熱部４６
にはひれ状の放熱フィン４７が多数形成されており、ヨ
ーク３１の放熱面積の拡大が図られている。従って、コ
イル３２にて発生する熱は、この放熱フィン４７を介し
てヨーク３１から速やかに放熱され、その放熱効率を向
上させることが可能となっている。なお、この放熱フィ
ン４７を実施の形態１のアクチュエータに取り付けるこ
とも勿論可能である。
形態２のアクチュエータにおいて、そのヨーク３１の外
周側に放熱部４６を設けたものである。この放熱部４６
にはひれ状の放熱フィン４７が多数形成されており、ヨ
ーク３１の放熱面積の拡大が図られている。従って、コ
イル３２にて発生する熱は、この放熱フィン４７を介し
てヨーク３１から速やかに放熱され、その放熱効率を向
上させることが可能となっている。なお、この放熱フィ
ン４７を実施の形態１のアクチュエータに取り付けるこ
とも勿論可能である。
【００４７】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。
【００４８】たとえば、磁気スケール１３, ３９の磁極
ピッチ７０μｍや磁気スケール２８の５０万パルス／ｒ
ｅｖの分解能はあくまでも一例であり前述の例には限ら
れない。また、装置寸法も一例であり、求められる仕様
に基づき適宜変更可能である。リニア駆動部１のコイル
数も適宜変更可能であり、電機子コイル１個と永久磁石
１個とでリニア駆動部１を構成しても良く、また推力向
上のため３個以上としても良い。
ピッチ７０μｍや磁気スケール２８の５０万パルス／ｒ
ｅｖの分解能はあくまでも一例であり前述の例には限ら
れない。また、装置寸法も一例であり、求められる仕様
に基づき適宜変更可能である。リニア駆動部１のコイル
数も適宜変更可能であり、電機子コイル１個と永久磁石
１個とでリニア駆動部１を構成しても良く、また推力向
上のため３個以上としても良い。
【００４９】
【発明の効果】本発明によるアクチュエータは、ボール
スプラインを用いてリニア駆動部と回転駆動部を一体に
構成したことにより、当該アクチュエータとは別の回転
機構を設けることなく、駆動軸を直線方向と回転方向の
両方に駆動させることができる。従って、半導体製造装
置等において、当該アクチュエータ１個のみで所望の動
作を実現することができ、装置構成を簡略化、小型化す
ることが可能となる。
スプラインを用いてリニア駆動部と回転駆動部を一体に
構成したことにより、当該アクチュエータとは別の回転
機構を設けることなく、駆動軸を直線方向と回転方向の
両方に駆動させることができる。従って、半導体製造装
置等において、当該アクチュエータ１個のみで所望の動
作を実現することができ、装置構成を簡略化、小型化す
ることが可能となる。
【００５０】また、リニア駆動部のコイルを、中央に空
孔部が形成されたリング状の下コイルと、この空孔部に
収容可能な凹部が形成された上コイルとから構成し、空
孔部内に凹部を収容してコイルを形成するようにしたこ
とにより、下コイル上に上コイルを重ね合わせてコイル
を形成でき、コイルを隙間なく並べることが可能とな
る。従って、当該アクチュエータでは、可動子の位置や
駆動力、駆動速度などをより精密に制御でき、例えば、
搬送したワークを若干の力で押さえ付けるといったよう
なきめ細かな動作を行わせることが可能となる。また、
コイルをスペース効率よく配設できるため、小型で高出
力、高性能なアクチュエータを提供することが可能とな
る。
孔部が形成されたリング状の下コイルと、この空孔部に
収容可能な凹部が形成された上コイルとから構成し、空
孔部内に凹部を収容してコイルを形成するようにしたこ
とにより、下コイル上に上コイルを重ね合わせてコイル
を形成でき、コイルを隙間なく並べることが可能とな
る。従って、当該アクチュエータでは、可動子の位置や
駆動力、駆動速度などをより精密に制御でき、例えば、
搬送したワークを若干の力で押さえ付けるといったよう
なきめ細かな動作を行わせることが可能となる。また、
コイルをスペース効率よく配設できるため、小型で高出
力、高性能なアクチュエータを提供することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である回転駆動可能なリ
ニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図である。
ニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図である。
【図２】図１のリニア駆動アクチュエータにて使用され
る磁気スケールの構成を示す説明図である。
る磁気スケールの構成を示す説明図である。
【図３】図１のリニア駆動アクチュエータの回転駆動部
の構成を示す説明図であり、図１におけるＡ−Ａ線に沿
った断面の構造を示している。
の構成を示す説明図であり、図１におけるＡ−Ａ線に沿
った断面の構造を示している。
【図４】本発明の実施の形態２である回転駆動可能なリ
ニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図である。
ニア駆動アクチュエータの構成を示す説明図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７】図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図８】図４のアクチュエータのリニア駆動部に配設さ
れるコイルの連設状態を示す説明図であり、（ａ）は組
み付け前、（ｂ）は組み付け後の状態を示している。
れるコイルの連設状態を示す説明図であり、（ａ）は組
み付け前、（ｂ）は組み付け後の状態を示している。
【図９】図４のアクチュエータの回転駆動部に配設され
るコイルの構成を示す説明図である。
るコイルの構成を示す説明図である。
【図１０】実施の形態３であるアクチュエータの外観を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１１】従来の回転駆動可能なリニア駆動アクチュエ
ータの構成を示す説明図である。
ータの構成を示す説明図である。
１ リニア駆動部 ２ 回転駆動部 ３ 固定子 ４ 可動子 ５ ヨーク（第１ヨーク） ６ａ 電機子コイル（第１コイル） ６ｂ 電機子コイル（第１コイル） ７ 駆動軸 ８ 永久磁石（第１永久磁石） ８ａ 永久磁石（第１永久磁石） ８ｂ 永久磁石（第１永久磁石） ９ マグネットホルダ ９ａ 空洞部 ９ｂ スケール取付溝 １０ ボールスプライン １１ ヨークカバー １２ 軸受 １３ 磁気スケール １４ 磁気検出ヘッド １５ 固定子 １６ 可動子 １７ ヨーク（第２ヨーク） １７ａ 磁極片 １８ 電機子コイル（第２コイル） １９ 永久磁石（第２永久磁石） ２０ ボールスプライン ２１ マグネットホルダ ２２ 負荷ボール ２３ ボール溝 ２４ 軸受 ２５ 回転角度検出部 ２６ 下部カバー ２７ ロータ ２８ 磁気スケール ２９ 磁気検出ヘッド ３０ 移動距離検出部 ３１ ヨーク（第１ヨーク） ３２ 電機子コイル（第１コイル） ３３ ヨーク本体 ３３ａ 上面部 ３３ｂ 側面部 ３３ｃ 側面部 ３３ｄ 底面部 ３４ 側壁 ３５ ヨーク（第２ヨーク） ３６ ベアリング ３７ 蓋部材 ３８ 支持部材 ３９ 磁気スケール ４０ 下コイル（第１コイル体） ４０ａ 空孔部（空隙部） ４０ｂ 本体部 ４１ 上コイル（第２コイル体） ４１ａ 肩部 ４１ｂ 凹部 ４２ 磁気検出ヘッド ４３ 電機子コイル（第２コイル） ４３ａ コイル体 ４４ 隔壁 ４５ 軸受ブロック ４６ 放熱部 ４７ 放熱フィン ４８ リニアブッシュ（軸受部材） ５１ 駆動軸 ５２ａ 永久磁石 ５２ｂ 永久磁石 ５３ ヨーク ５４ コイル ５５ リニアモータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｍ
Claims (9)
- 【請求項１】 磁性体により形成された第１ヨークと前
記第１ヨーク内に配設された円筒状の第１コイルとを備
えた固定子と、前記第１ヨークに対し軸方向に移動自在
かつ回転自在に設けられた駆動軸と前記駆動軸に取り付
けられ前記第１ヨーク内において前記第１コイルと相対
的に移動可能に配設された第１永久磁石とを備えた可動
子を有してなり、前記第１コイルを励磁することにより
前記第１永久磁石を前記駆動軸の軸方向に沿って移動さ
せて前記駆動軸を軸方向に駆動するリニア駆動部と、 磁性体により形成された第２ヨークと前記第２ヨーク内
に配設された第２コイルとを備えた固定子と、前記駆動
軸に取り付けられ前記駆動軸を軸方向に移動自在に支持
しつつ前記駆動軸と一体となって回転するボールスプラ
インと前記ボールスプラインに取り付けられた第２永久
磁石とを備えた可動子を有してなり、前記第２コイルを
励磁することにより前記第２永久磁石を前記駆動軸を中
心として回転させて前記駆動軸を回転駆動する回転駆動
部とを有することを特徴とするリニア駆動アクチュエー
タ。 - 【請求項２】 請求項１記載のリニア駆動アクチュエー
タにおいて、前記駆動軸に、軸方向に沿って異なる磁極
を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、前記磁気ス
ケールに対向して配設した磁気検出ヘッドにより前記磁
気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して前記駆動軸
の軸方向の移動距離を検出することを特徴とするリニア
駆動アクチュエータ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のリニア駆動アク
チュエータにおいて、前記駆動軸に、円周方向に沿って
異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り付け、
前記磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘッドに
より前記磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検知して
前記駆動軸の回転角度を検出することを特徴とするリニ
ア駆動アクチュエータ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のリ
ニア駆動アクチュエータにおいて、前記駆動軸は、前記
駆動軸を軸方向に移動自在に支持しつつ前記駆動軸と一
体となって回転するボールスプラインと、前記ボールス
プラインを回転自在に支持する軸受によって前記第１ヨ
ークに支持されることを特徴とするリニア駆動アクチュ
エータ。 - 【請求項５】 磁性体により形成された第１ヨークと前
記第１ヨーク内に配設された第１コイルとを備えた固定
子と、前記第１ヨークに対し軸方向に移動自在かつ回転
自在に設けられた駆動軸と前記駆動軸に取り付けられ前
記第１ヨーク内において前記第１コイルと相対的に移動
可能に配設された第１永久磁石とを備えた可動子を有し
てなり、前記第１コイルを励磁することにより前記第１
永久磁石を前記駆動軸の軸方向に沿って移動させて前記
駆動軸を軸方向に駆動するリニア駆動部と、 磁性体により形成された第２ヨークと前記第２ヨーク内
に配設された第２コイルとを備えた固定子と、前記駆動
軸に取り付けられ前記駆動軸を軸方向に移動自在に支持
しつつ前記駆動軸と一体となって回転するボールスプラ
インと前記ボールスプラインに取り付けられた第２永久
磁石とを備えた可動子を有してなり、前記第２コイルを
励磁することにより前記第２永久磁石を前記駆動軸を中
心として回転させて前記駆動軸を回転駆動する回転駆動
部とを有することを特徴とするリニア駆動アクチュエー
タ。 - 【請求項６】 請求項５記載のリニア駆動アクチュエー
タにおいて、前記第１コイルは、中央に空隙部が形成さ
れたリング状の第１コイル体と、前記空隙部に収容可能
な凹部が形成された第２コイル体とを備え、前記第１コ
イル体の前記空隙部内に前記第２コイル体の前記凹部を
収容させることにより前記第１コイル体上に前記第２コ
イル体を重置してなることを特徴とするリニア駆動アク
チュエータ。 - 【請求項７】 請求項６または７記載のリニア駆動アク
チュエータにおいて、前記可動子は、前記駆動軸に対し
回転自在に設けられ前記第１永久磁石を保持するマグネ
ットホルダを備え、前記マグネットホルダに、軸方向に
沿って異なる磁極を交互に着磁した磁気スケールを取り
付け、前記磁気スケールに対向して配設した磁気検出ヘ
ッドにより前記磁気スケールの通過に伴う磁極変化を検
知して前記駆動軸の軸方向の移動距離を検出することを
特徴とするリニア駆動アクチュエータ。 - 【請求項８】 請求項５〜７のいずれか１項に記載のリ
ニア駆動アクチュエータにおいて、前記駆動軸に、円周
方向に沿って異なる磁極を交互に着磁した磁気スケール
を取り付け、前記磁気スケールに対向して配設した磁気
検出ヘッドにより前記磁気スケールの通過に伴う磁極変
化を検知して前記駆動軸の回転角度を検出することを特
徴とするリニア駆動アクチュエータ。 - 【請求項９】 請求項５〜８のいずれか１項に記載のリ
ニア駆動アクチュエータにおいて、前記駆動軸は、前記
駆動軸を軸方向に移動自在かつ回転自在に支持する軸受
部材によって前記第１ヨークに支持されることを特徴と
するリニア駆動アクチュエータ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8878599A JP2000004575A (ja) | 1998-04-13 | 1999-03-30 | リニア駆動アクチュエ―タ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-101314 | 1998-04-13 | ||
| JP10131498 | 1998-04-13 | ||
| JP8878599A JP2000004575A (ja) | 1998-04-13 | 1999-03-30 | リニア駆動アクチュエ―タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=26430129
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|---|---|---|---|
| JP8878599A Pending JP2000004575A (ja) | 1998-04-13 | 1999-03-30 | リニア駆動アクチュエ―タ |
Country Status (1)
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-
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