JP2003111351A - Rectilinear/rotary actuator and winder having the same - Google Patents

Rectilinear/rotary actuator and winder having the same

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JP2003111351A
JP2003111351A JP2002186680A JP2002186680A JP2003111351A JP 2003111351 A JP2003111351 A JP 2003111351A JP 2002186680 A JP2002186680 A JP 2002186680A JP 2002186680 A JP2002186680 A JP 2002186680A JP 2003111351 A JP2003111351 A JP 2003111351A
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弘 大木
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豊 竹内
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茂人 村田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rectilinear/rotary actuator whose linear movement and rotational movement can be controlled individually and simultaneously. SOLUTION: A rotation drive motor B has a hollow shaft 3. When the rotation drive motor B turns a third nut 8 coupled with a spline part 9, an output shaft 7 coupled rotatably with a rectilinear shaft 21 via bearings 19 and 20 is turned. A screw part 12 and a spline part 13 are formed on the rectilinear shaft 21 and a first nut 11 is screwed onto the screw part 12, and a second nut in a fixed state is coupled with the spline part 13. The first nut 11 is fixed to a hollow shaft 6 of a rectilinear drive motor A and turned. When the rectilinear drive motor A is driven, the first nut 11 is turned and the rectilinear shaft 21 is moved linearly along the axis, and the output shaft 7 is moved linearly accordingly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットのアーム
や巻線機のノズルなどのように、直進(リニア)と回転
の両方の運動をする機械または機器を駆動するための直
進・回転アクチュエータ及び該直進・回転アクチュエー
タを用いた巻線機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectilinear / rotary actuator for driving a machine or a device that performs both rectilinear and rotational motions, such as a robot arm or a nozzle of a winding machine. The present invention relates to a winding machine using the linear / rotary actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばロボットのアームや巻線機のノズ
ルなどを駆動する場合に、直進運動と回転運動(一軸運
動)を個別に行うだけでなく、両方の運動(二軸運動)
を同時に行うことができるアクチュエータを必要とする
場合がある。このような二軸運動を行うアクチュエータ
としては、単純には直線運動を行うアクチュエータと回
転運動を行うアクチュエータとをそれぞれ組み合わせた
即ち回転駆動用モータと直進のための直進駆動用モータ
とを独立して設けて1つの出力軸に複雑な伝達機構を介
して動力を伝達して回転と直進の二軸運動を行わせるタ
イプの直進・回転アクチュエータと、回転駆動用モータ
と直進駆動用モータを直線状に並べて設け、複雑な伝達
機構を介さずに直接的に出力軸を回転または直進させる
タイプの直進・回転アクチュエータとがある。この後者
のアクチェータの一例としては、特開平5−29630
8号公報に、軸線が共通になるように直線状に並置した
2つのモータにより、1本の出力軸に直進運動と回転運
動の二軸運動を行わせる直進・回転アクチュエータが開
示されている。また特開平6−292343号公報に
は、前者の直進・回転アクチェータと後者の直進・回転
アクチュエータの両方が開示されている。
2. Description of the Related Art For example, when driving an arm of a robot or a nozzle of a winding machine, not only linear motion and rotary motion (uniaxial motion) but also both motions (biaxial motion) are performed.
In some cases, an actuator that can simultaneously perform the above is required. As an actuator that performs such biaxial motion, simply, an actuator that performs linear motion and an actuator that performs rotary motion are respectively combined, that is, a rotary drive motor and a linear drive motor for straight advance are independently provided. A linear / rotary actuator of a type that is provided to transmit power to a single output shaft via a complicated transmission mechanism to perform biaxial movements of rotation and rectilinear movement, and a rotation driving motor and a rectilinear driving motor in a straight line. There is a rectilinear / rotary actuator of a type that is provided side by side and directly rotates or advances the output shaft without a complicated transmission mechanism. As an example of this latter actuator, Japanese Patent Laid-Open No. 5-29630 is known.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 8 discloses a rectilinear / rotary actuator in which a single output shaft performs biaxial motion of rectilinear motion and rotary motion by two motors arranged in a straight line so that their axes are common. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-292343 discloses both the former linear / rotary actuator and the latter linear / rotary actuator.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開平6−29234
3号公報に示された直進・回転アクチュエータでは、1
本の出力軸にボールねじとスプラインとが形成されてい
る。ボールねじとスプラインは、伝達機構を介してまた
は直接回転駆動用モータと直進駆動用モータによって駆
動される。しかしながらこの公報に示された構造では、
回転運動を行わせる際に、直進駆動用モータのロータが
停止状態にあると、回転駆動用モータのロータの回転に
伴って出力軸が直進運動をしてしまう問題が発生する。
この問題を解消するためには、回転駆動用モータを回転
させる際に、直進駆動用モータを協調制御しなければな
らず、2つのモータの制御が非常に複雑になる上、制御
ミスまたは制御のズレが発生しやすい問題がある。
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-29234
In the rectilinear / rotary actuator disclosed in Japanese Patent Publication No.
A ball screw and a spline are formed on the output shaft of the book. The ball screw and the spline are driven via a transmission mechanism or directly by a rotary drive motor and a straight drive motor. However, in the structure shown in this publication,
When the rotor of the linear drive motor is in a stopped state when the rotary drive is performed, there arises a problem that the output shaft moves linearly as the rotor of the rotary drive motor rotates.
In order to solve this problem, the linear drive motor must be cooperatively controlled when the rotary drive motor is rotated, and the control of the two motors becomes very complicated. There is a problem that deviation easily occurs.

【0004】また特開平5−296308号公報に示さ
れた後者の直進・回転アクチュエータは、直進と回転を
する一本の出力軸を有し、出力軸にはボールねじが切ら
れ、また出力軸にはスプラインが設けられている。ボー
ルねじは、直進駆動用モータにより駆動させて回転する
ナットと螺合しており、スプラインは回転駆動用モータ
により駆動されて回転するシャフトの溝に直進を許容す
るように嵌合されている。そして直進駆動用モータを駆
動するとナットが回転して出力軸が直進し、回転駆動用
モータを駆動するとシャフトを介して出力軸が回転する
ようになっている。この直進・回転アクチュエータは、
比較的構造が簡単で全体の寸法もコンパクトに構成でき
る。しかしながらこの直進・回転アクチュエータでは、
直進運動と回転運動が機械的に同期しているため、二軸
運動を個別に行わせることができない。例えば回転運動
だけをさせようとしても、ボールねじがナットに対して
回転してしまい、所定の位置で直進運動を停止したまま
回転させることはできない。同様に、直進・回転を同時
に行わせようとすると、一方の方向には直進させること
ができるが、他方の方向には直進の速度が制限され、あ
るいは直進させることができない。このような制約のた
め、この直進・回転アクチュエータは汎用性が乏しいと
いう問題があった。
The latter rectilinear / rotary actuator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-296308 has a single output shaft for linear movement and rotation. A ball screw is provided on the output shaft, and the output shaft is also provided. Is provided with a spline. The ball screw is screwed with a nut that is driven by a linear drive motor to rotate, and the spline is fitted in a groove of a shaft that is driven and rotated by the rotary drive motor so as to allow linear movement. When the linear drive motor is driven, the nut rotates and the output shaft moves straight. When the rotary drive motor is driven, the output shaft rotates via the shaft. This linear / rotary actuator
The structure is relatively simple and the overall size can be made compact. However, with this linear / rotary actuator,
Since the linear motion and the rotary motion are mechanically synchronized, the biaxial motion cannot be performed individually. For example, even if only the rotational movement is attempted, the ball screw rotates with respect to the nut, and it is impossible to rotate the ball screw while stopping the linear movement at a predetermined position. Similarly, if it is attempted to carry out straight movement and rotation at the same time, it is possible to make straight movement in one direction, but the speed of straight movement is limited in the other direction, or straight movement is not possible. Due to such restrictions, there has been a problem that this linear movement / rotation actuator has poor versatility.

【0005】また従来提案されている直進・回転アクチ
ュエータは、直進運動と回転運動を任意に且つ確実に行
うことができないため、巻線機のノズルを動かす場合に
要求されるようないわゆるボックス運動(直進−回転−
直進−回転)を速い速度で繰り返し行うような用途に
は、不適であった。
Further, since the rectilinear / rotary actuators that have been proposed so far cannot perform a rectilinear motion and a rotary motion arbitrarily and surely, so-called box motion (which is required when moving the nozzle of the winding machine) Straight line-Rotation-
It was unsuitable for applications in which (straight-rotation) is repeatedly performed at a high speed.

【0006】本発明の目的は、直進運動と回転運動の両
方の運動を同時に、あるいはそれぞれ別個に行わせるこ
とができ、かつ簡単且つ確実に制御することのできる直
進・回転アクチュエータを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rectilinear / rotary actuator which can perform both rectilinear motion and rotary motion simultaneously or separately, and which can be controlled easily and surely. is there.

【0007】本発明の他の目的は、回転駆動用モータと
直進駆動用モータを軸線を共有するように並べて、しか
も直進と回転との両方を同時に、あるいはそれぞれ別個
に、簡単且つ確実に行わせることのできる直進・回転ア
クチュエータを提供することにある。
Another object of the present invention is to arrange a rotary driving motor and a straight-moving driving motor so as to share an axis, and to perform both straight-moving and rotating simultaneously or separately, simply and reliably. The object of the present invention is to provide a straight-moving / rotating actuator capable of performing the above.

【0008】本発明の別の目的は、巻線機のノズルの駆
動に適した直進・回転アクチュエータを提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a linear / rotary actuator suitable for driving a nozzle of a winding machine.

【0009】本発明の更に別の目的は、制御性に優れ且
つコンパクトな直進・回転アクチュエータを備えた巻線
機を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a winding machine equipped with a straight-moving / rotating actuator which is excellent in controllability and is compact.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の基本思想は、直
進駆動用モータの駆動により直進する直進軸に軸受を介
して嵌合して同心配置にした出力軸を回転駆動用モータ
の駆動により回転させるか、または回転駆動用モータの
駆動により回転する出力軸に軸受を介して嵌合して同心
配置にした直進軸を直進駆動用モータの駆動より直進さ
せて、出力軸に直進運動と回転運動の両方を行わせると
いうものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The basic idea of the present invention is that an output shaft fitted concentrically with a linear shaft that is linearly driven by the drive of a linear drive motor through a bearing is driven by a rotary drive motor. The output shaft that rotates or is driven by the rotation drive motor is fitted through a bearing to form a concentric straight shaft. It means to do both exercises.

【0011】出力軸を回転駆動用モータにより駆動して
回転させるために、出力軸にはスプライン部を設け、こ
のスプライン部に嵌合したナットを回転駆動用モータに
より直接または伝達機構を介して回転させる。そして直
進軸を駆動する直進駆動用モータは、回転タイプのモー
タでもまたリニアモータでもよい。回転タイプの直進駆
動用モータを用いる場合には、直進軸にねじ部とスプラ
イン部とを設け、ねじ部に螺合したナットを直進駆動用
モータにより直接または伝達機構を介して回転させて直
進軸を直進させる。スプライン部に嵌合したナットは固
定状態とする。回転駆動用モータ及び直進駆動用モータ
の種類は任意であるが、制御性を向上させるためにはサ
ーボモータやステップモータを用いるのが適している。
また直進駆動用モータとしてリニアモータを用いる場合
には直進軸を直接リニアモータの可動子として駆動す
る。
In order to rotate the output shaft by the rotation driving motor, the output shaft is provided with a spline portion, and the nut fitted to the spline portion is rotated by the rotation driving motor directly or via a transmission mechanism. Let The linear drive motor that drives the linear shaft may be a rotary type motor or a linear motor. When a rotary type linear drive motor is used, the linear shaft is provided with a screw portion and a spline portion, and the nut screwed into the screw portion is rotated by the linear drive motor directly or via a transmission mechanism to drive the linear shaft. Go straight. The nut fitted to the spline part is fixed. The types of the rotation driving motor and the straight driving motor are arbitrary, but it is suitable to use a servo motor or a step motor in order to improve controllability.
When a linear motor is used as the linear drive motor, the linear shaft is directly driven as a mover of the linear motor.

【0012】ここで「スプライン部」とは、軸の軸線に
沿った動きを許容するもので、いわゆるスプラインナッ
トと呼ばれるナットが嵌合される。そしてスプライン部
は、このスプラインナットと呼ばれるナットが固定され
た状態では軸の回転を阻止し、逆にこのナットが非固定
状態において回転力が加わると回転する場合には、ナッ
トから伝わる回転力を軸に伝達する機能を果たすもので
ある。したがってこのスプライン部は、溝または突起の
いずれの形態をなしていてもよく、その構造は任意であ
る。そしてスプライン部に嵌合されるナットは、スプラ
イン部と係合して軸の周囲を回動しないものである。ま
た「ねじ部」とは、ボールねじを含むもので軸の外周に
結果として螺旋状に形成されたものであればその形態は
いかなるものでもよい。このねじ部に螺合されるナット
は、回転力が加わるとボールナット等のようにねじ部に
沿って螺進する構造のものである。特に直進軸に形成さ
れるスプライン部とねじ部は、相互に干渉しないように
同じ部分に重ねて形成されるいわゆる「ボールねじ・ス
プライン」によって構成されてもよい。このような「ボ
ールねじ・スプライン」を用いると、直進軸の軸線方向
の寸法を短くできる利点がある。
Here, the "spline portion" permits movement along the axis of the shaft, and a so-called spline nut is fitted therein. And the spline part prevents rotation of the shaft when the nut called this spline nut is fixed, and conversely, when this nut rotates when a rotational force is applied in the non-fixed state, the rotational force transmitted from the nut is It has the function of transmitting to the shaft. Therefore, the spline portion may be in the form of a groove or a protrusion, and its structure is arbitrary. The nut fitted in the spline portion is engaged with the spline portion and does not rotate around the shaft. Further, the "screw portion" includes a ball screw and may have any form as long as it is formed in a spiral shape on the outer periphery of the shaft as a result. The nut screwed to the threaded portion has a structure such as a ball nut or the like that is screwed along the threaded portion when a rotational force is applied. In particular, the spline portion and the screw portion formed on the straight shaft may be formed by so-called "ball screw / spline" formed so as to be superposed on the same portion so as not to interfere with each other. The use of such a “ball screw / spline” has an advantage that the axial dimension of the linear shaft can be shortened.

【0013】本発明の基本思想を用いると、直進軸と出
力軸とが同心配置されているため、直進・回転アクチュ
エータの構造が簡単になりまたコンパクトになる。また
直進軸の直進運動と出力軸の回転運動とを別個に独立し
て確実に制御できる。
When the basic idea of the present invention is used, since the rectilinear shaft and the output shaft are concentrically arranged, the structure of the rectilinear / rotary actuator becomes simple and compact. Further, the linear motion of the linear shaft and the rotational motion of the output shaft can be controlled independently and reliably.

【0014】より具体的なレベルで本発明の構成を、図
面に付した符号を用いて説明する。まず軸線(X−X)
を共有するように並んで配置された回転駆動用モータB
と直進駆動用モータAとを備え、回転駆動用モータのシ
ャフト3の回転により軸線(X−X)を中心にして出力
軸7を回転させ、直進駆動用モータのシャフト6の回転
により軸線(X−X)に沿って出力軸7を直線移動させ
る直進・回転アクチュエータの場合で、直進軸21に出
力軸7を嵌合させる場合は次のようにする。
The structure of the present invention will be described on a more specific level using the reference numerals in the drawings. First axis (XX)
Drive motors B arranged side by side so as to share
And a linear drive motor A, the output shaft 7 is rotated about the axis (XX) by the rotation of the shaft 3 of the rotary drive motor, and the output shaft 7 is rotated by the rotation of the shaft 6 of the linear drive motor (X-X). In the case of a rectilinear / rotary actuator that linearly moves the output shaft 7 along the direction (-X), the following is performed when the output shaft 7 is fitted to the rectilinear shaft 21.

【0015】回転駆動用モータB及び直進駆動用モータ
Aのシャフト(3,6)はそれぞれ中空構造を有するも
のを用いる。直進軸21は、軸中心が軸線(X−X)を
構成するように回転駆動用モータ及び直進駆動用モータ
のそれぞれのシャフト(3,6)の中心部に配置され、
外周部にスプライン部(第1のスプライン部)13とね
じ部12とが形成される。具体的には、スプライン部1
2は、軸線に沿って延び、ねじ部12は軸線を中心にし
て螺旋状に延びる。また直進軸21のねじ部12と螺合
し且つ直進駆動用モータのシャフト6により駆動されて
回転して直進軸21を軸線方向に変位させる第1のナッ
ト11を設ける。更に固定状態にあって直進軸21のス
プライン部13と嵌合して直進軸21の回転を阻止する
第2のナット(スプラインガイド部材)14を設ける。
具体的には、ナット14はモータのフレーム、エンドブ
ラケット等に固定される。そして出力軸7は外周部に軸
線方向に延びるスプライン部9が形成された中空構造を
有しており,出力軸7は回転駆動用モータのシャフト3
の中心部に位置する直進軸21の部分に軸受19,20
を介して回転自在に嵌合される。出力軸7は直進軸21
を中心して回転するが直進軸21上を軸線に沿ってスラ
イドすることはない。回転駆動用モータのシャフト3に
は出力軸7に設けたスプライン部(第2のスプライン
部)9と嵌合する第3のナット(またはスプラインガイ
ド部材)8が固定されている。具体的には、シャフト3
の内部に第3のナット8が固定される。
The shafts (3, 6) of the rotary drive motor B and the straight drive motor A each have a hollow structure. The rectilinear shaft 21 is arranged at the central portions of the shafts (3, 6) of the rotation drive motor and the rectilinear drive motor so that the axes thereof form the axis (XX).
A spline portion (first spline portion) 13 and a screw portion 12 are formed on the outer peripheral portion. Specifically, the spline unit 1
2 extends along the axis, and the threaded portion 12 extends spirally around the axis. Further, there is provided a first nut 11 which is screwed with the thread portion 12 of the straight-moving shaft 21 and is driven by the shaft 6 of the straight-moving driving motor to rotate to displace the straight-moving shaft 21 in the axial direction. Further provided is a second nut (spline guide member) 14 which is in a fixed state and is fitted into the spline portion 13 of the straight advance shaft 21 to prevent the rotation of the straight advance shaft 21.
Specifically, the nut 14 is fixed to a motor frame, an end bracket, or the like. The output shaft 7 has a hollow structure in which a spline portion 9 extending in the axial direction is formed on the outer peripheral portion, and the output shaft 7 is the shaft 3 of the rotary drive motor.
The bearings 19, 20 are attached to the portion of the linear shaft 21 located at the center of the
It is rotatably fitted through. Output shaft 7 is linear shaft 21
Although it rotates about the axis, it does not slide on the linear shaft 21 along the axis. A third nut (or spline guide member) 8 fitted to a spline portion (second spline portion) 9 provided on the output shaft 7 is fixed to the shaft 3 of the rotary drive motor. Specifically, the shaft 3
The third nut 8 is fixed inside the.

【0016】この直進・回転アクチュエータによれば、
直進駆動用モータAを駆動することにより直進軸21の
ねじ部12上を第1のナット11が回転して直進軸21
は軸線方向に直進運動を行う。そして直進軸21は、直
進軸21に設けられたスプライン部13が固定状態にあ
る第2のナット(スプラインガイド部材)14に嵌合し
ているので回転することはない。一方、回転駆動用モー
タBを駆動することにより出力軸7は回転するが、回転
駆動用モータBのシャフト3に設けられた第3のナット
(スプラインガイド部材)8が、出力軸7に設けたスプ
ライン部9と嵌合しているので、出力軸7は回転運動を
しながら直進運動することができる。出力軸7と直進軸
21とは、軸線方向に相互にスライドしないように軸受
19,20を介して回転自在に嵌合されている。これに
より、出力軸7は直進軸21の直進に従って直進する
が、直進軸21は出力軸7の回転に拘らず回転すること
はない。よって所定の位置で出力軸7だけを回転させる
ことや、出力軸7の回転を直進運動と非同期で制御する
こともでき、本発明の直進・回転アクチュエータは汎用
性に優れているとともに、構造が簡単でコンパクトに構
成できる。なお、直進運動と回転運動とを同期させる場
合には、直進駆動用モータと回転運動用モータにそれぞ
れ回転検出器(エンコーダ)を取り付けておき、各回転
検出器の出力に基づいて電気的に同期を取ればよい。
According to this linear / rotary actuator,
By driving the linear drive motor A, the first nut 11 rotates on the threaded portion 12 of the linear shaft 21 and the linear shaft 21
Moves linearly in the axial direction. The straight advancing shaft 21 does not rotate because the spline portion 13 provided on the straight advancing shaft 21 is fitted to the second nut (spline guide member) 14 in a fixed state. On the other hand, the output shaft 7 is rotated by driving the rotary drive motor B, but the third nut (spline guide member) 8 provided on the shaft 3 of the rotary drive motor B is provided on the output shaft 7. Since the output shaft 7 is fitted with the spline portion 9, the output shaft 7 can move linearly while rotating. The output shaft 7 and the rectilinear shaft 21 are rotatably fitted via bearings 19 and 20 so as not to slide in the axial direction. As a result, the output shaft 7 goes straight as the straight shaft 21 goes straight, but the straight shaft 21 does not rotate regardless of the rotation of the output shaft 7. Therefore, it is possible to rotate only the output shaft 7 at a predetermined position or control the rotation of the output shaft 7 asynchronously with the linear motion, and the linear / rotary actuator of the present invention is excellent in versatility and has a structure. Easy and compact configuration. When synchronizing the linear motion and the rotary motion, a rotation detector (encoder) is attached to each of the linear drive motor and the rotary motion motor, and they are electrically synchronized based on the output of each rotation detector. Just take.

【0017】次に出力軸7´の一部に直進軸21´を嵌
合させる場合には次のようにする。直進軸21´は中空
構造とする。そして出力軸7´を直進軸21´の内部に
嵌合される嵌合部分7´bと直進軸21´の外部にあっ
て外周部にスプライン部9が形成された出力部分7´a
とを有する構造とする。そして出力軸7´の嵌合部分7
´bを直進軸21´の内部に軸受(19´,20´)を
介して回転自在に嵌合する。言い方を換えれば、直進軸
21´が出力軸7´の嵌合部分7´bに軸受(19´,
20´)を介して同心的に回転自在に嵌合される。その
他の構造は、上記の場合と実質的に同じである。
Next, when the linear shaft 21 'is fitted to a part of the output shaft 7', the following is done. The straight shaft 21 'has a hollow structure. The output shaft 7'is fitted to the inside of the rectilinear shaft 21 ', and the fitting portion 7'b is located outside the rectilinear shaft 21', and the output portion 7'a is formed with the spline portion 9 on the outer peripheral portion.
And a structure having. And the fitting portion 7 of the output shaft 7 '
′ B is rotatably fitted in the straight shaft 21 ′ via bearings (19 ′, 20 ′). In other words, the linear shaft 21 'is mounted on the fitting portion 7'b of the output shaft 7'in the bearing (19',
20 ') are concentrically and rotatably fitted. The other structure is substantially the same as the above case.

【0018】いずれの場合でも直進軸に設けられるスプ
ライン部とねじ部を、相互に干渉しないように同じ位置
に重ねて形成すれば、直進軸の長さを短くできる。
In any case, if the spline portion and the screw portion provided on the straight-moving shaft are formed at the same position so as not to interfere with each other, the length of the straight-moving shaft can be shortened.

【0019】なおワイヤ供給ノズルに直進運動と回転運
動とをさせるために直進・回転アクチュエータを備えて
いる巻線機に、前述の2つの具体的な直進・回転アクチ
ュエータを用いると、巻線機の機構部の構造が非常に簡
単になる。上記2つの具体的な直進・回転アクチュエー
タを巻線機のノズルの駆動に用いる場合には、巻線導体
すなわちワイヤをスムーズにノズルにガイドするための
構造を付加するのが好ましい。その場合前者の直進・回
転アクチュエータでは、直進軸21には軸線方向に貫通
するワイヤガイド用貫通孔35を形成し、また出力軸の
外側端部にはワイヤガイド用貫通孔35と整合してワイ
ヤを出すワイヤ出口孔36を形成する。また後者の場合
には、出力軸7´に軸線方向に貫通するワイヤガイド用
貫通孔を形成する。このようにするとワイヤを直進・回
転アクチュエータの内部を通してノズルに供給できるた
め、本発明の直進・回転アクチュエータを巻線機に適用
した場合に、巻線機の構造が簡単になる上、ワイヤの引
き回しが不要になる。
If the above-mentioned two specific linear-movement / rotation actuators are used in a winding machine equipped with a linear-rotation / rotation actuator for causing the wire supply nozzle to perform linear movement and rotation movement, The structure of the mechanical section becomes very simple. When the two specific linear / rotary actuators are used to drive the nozzle of the winding machine, it is preferable to add a structure for smoothly guiding the winding conductor, that is, the wire to the nozzle. In that case, in the former linear / rotary actuator, a wire guide through hole 35 penetrating in the axial direction is formed in the linear shaft 21, and the wire guide through hole 35 is aligned with the wire guide through hole 35 at the outer end of the output shaft. To form a wire outlet hole 36. In the latter case, the wire guide through-hole is formed in the output shaft 7'through the axial direction. By doing so, the wire can be supplied to the nozzle through the inside of the linear movement / rotation actuator. Therefore, when the linear movement / rotation actuator of the present invention is applied to a winding machine, the structure of the winding machine is simplified and the wire is routed. Becomes unnecessary.

【0020】次に直進駆動用モータとしてリニアモータ
A´を用いた本発明の直進・回転アクチュエータの具体
的な構造について説明する。この場合には、回転駆動用
モータBのシャフトを中空構造とする。そしてリニアモ
ータA´の可動子を直進軸21´´とし、直進軸21´
´をその軸中心が軸線(X−X)を構成するように回転
駆動用モータBのシャフトの中心部を通る長さにする。
出力軸7は、外周部にスプライン部9が形成された中空
構造とする。出力軸7を回転駆動用モータのシャフトの
中心部に位置する直進軸21´´の部分に軸受(19,
20)を介して回転自在に嵌合し、回転駆動用モータの
シャフトには出力軸7に設けたスプライン部9と嵌合す
るナット8を固定する。
Next, the specific structure of the linear / rotary actuator of the present invention using the linear motor A'as the linear drive motor will be described. In this case, the shaft of the rotation driving motor B has a hollow structure. The mover of the linear motor A ′ is the linear shaft 21 ″, and the linear shaft 21 ′ is
′ Is set to have a length passing through the central portion of the shaft of the rotation driving motor B so that the axis center thereof constitutes the axis line (XX).
The output shaft 7 has a hollow structure in which a spline portion 9 is formed on the outer peripheral portion. The output shaft 7 is a bearing (19,
20) is rotatably fitted to the shaft of the rotation driving motor, and a nut 8 fitted to a spline portion 9 provided on the output shaft 7 is fixed to the shaft.

【0021】直進駆動用モータとしてリニアモータA´
を用いると、直進軸をスプライン部やねじ部を用いずに
直接的に駆動できるので直進・回転アクチュエータの構
造は非常に簡単になる。特にリニアモータとして、可動
子が固定子の内部に位置するシリダン型のリニアモータ
を用いると、直進駆動用モータと回転駆動用モータを一
体化することができて、直進・回転アクチュエータをコ
ンパクトに構成できる。
A linear motor A'as a linear drive motor
With the use of, the linear shaft can be directly driven without using a spline portion or a screw portion, so that the structure of the linear / rotary actuator becomes very simple. In particular, if a Siridan-type linear motor with a mover located inside the stator is used as the linear motor, the linear drive motor and the rotary drive motor can be integrated, and the linear / rotary actuator can be made compact. it can.

【0022】本発明は、回転駆動用モータB´´及び直
進駆動用モータA´´のシャフトからそれぞれの駆動力
を伝達機構(41、42)を介して直進軸及び出力軸に
伝達する場合にも適用できる。この場合直進駆動用モー
タA´´は、第1の伝達機構41を介して直進軸21,
21´のねじ部12,12´と螺合する第1のナット1
1,11´を回転させて、直進軸21,21´を軸線方
向に変位(移動)させる。また回転駆動用モータB´´
は、第2の伝達機構42を介して出力軸7,7´に設け
たスプライン部9,9´と嵌合する第3のナット8,8
´を回転させて出力軸7,7´を回転させる。直進駆動
用モータとしてリニアモータA´を用いる場合には、直
進駆動用モータに伝達機構は不要であり、回転駆動用モ
ータB´´側にのみ伝達機構42を配置すればよい。
According to the present invention, when the respective driving forces from the shafts of the rotary drive motor B ″ and the straight drive motor A ″ are transmitted to the straight drive shaft and the output shaft via the transmission mechanism (41, 42). Can also be applied. In this case, the rectilinear drive motor A ″ is connected to the rectilinear shaft 21, via the first transmission mechanism 41.
A first nut 1 that is screwed with the threaded portions 12 and 12 'of 21'.
1, 11 'are rotated to displace (move) the linear shafts 21, 21' in the axial direction. Also, the rotation drive motor B ″
Is a third nut 8,8 fitted to the spline portion 9,9 'provided on the output shaft 7,7' via the second transmission mechanism 42.
′ Is rotated to rotate the output shafts 7, 7 ′. When the linear motor A ′ is used as the linear drive motor, the linear drive motor does not require a transmission mechanism, and the transmission mechanism 42 may be arranged only on the rotary drive motor B ″ side.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は、本発明に係る直進・回転アクチュ
エータの一つの実施の形態を示す横断面図である。図1
は、出力軸7及び直進軸21について軸線(X−X)を
含む水平面で上下に分割しており、軸線(X−X)より
上側の部分が図示左方向に出力軸7が突き出て前進した
状態を示し、軸線(X−X)より下側の部分が右方向に
出力軸7が引っ込められて後退した状態を示している。
FIG. 1 is a transverse sectional view showing an embodiment of a rectilinear / rotary actuator according to the present invention. Figure 1
Are vertically divided in a horizontal plane including the axis (XX) about the output shaft 7 and the rectilinear shaft 21, and the portion above the axis (X-X) moves forward with the output shaft 7 protruding leftward in the drawing. The state is shown, and the portion below the axis (XX) shows the state in which the output shaft 7 is retracted rightward and retracted.

【0025】図1において直進・回転アクチュエータ
は、軸線(X−X)を共有するように並んで配置された
直進駆動用モータAと回転駆動用モータBとを備えてい
る。この例では、直進駆動用モータAと回転駆動用モー
タBとしてサーボモータを用いている。回転駆動用モー
タBはステータ1とロータ2とを含み、直進駆動用モー
タAはステータ4とロータ5とを備えている。各ステー
タ1,4はコア1a,4a、インシュレータ1b,4
b、コイル1c,4cからなる通常のサーボモータと同
様のものであり、またロータ2,5もッシャフト3,6
が中空構造である点を除いて通常のものである。各ロー
タ2,5には軸中心を共有する中空構造のシャフト3,
6を備えており、シャフト3,6はロータ2,5の回転
とともにそれぞれ回転する。
In FIG. 1, the rectilinear / rotational actuator includes a rectilinear drive motor A and a rotational drive motor B which are arranged side by side so as to share the axis (XX). In this example, servo motors are used as the linear drive motor A and the rotary drive motor B. The rotary drive motor B includes a stator 1 and a rotor 2, and the linear drive motor A includes a stator 4 and a rotor 5. Each of the stators 1 and 4 includes cores 1a and 4a and insulators 1b and 4
b, the same as a normal servomotor consisting of coils 1c and 4c.
Is a normal structure except that is a hollow structure. Each of the rotors 2 and 5 has a hollow shaft 3 having a common axial center.
6, the shafts 3 and 6 rotate with the rotation of the rotors 2 and 5, respectively.

【0026】ステータ1,4はそれぞれ円筒形のカバー
33,34の内周面に固定されている。カバー33,3
4は、それぞれほぼ同じ半径の円筒形状を有しており、
両端にはそれぞれ一対のエンドブラケット26,27と
中間ブラケット28とが嵌合されている。回転駆動用モ
ータBのステータ1は、図示左端の方のエンドブラケッ
ト26と中間ブラケット28との間に配置され、直進駆
動用モータAのステータ4は図示の右端の方のエンドブ
ラケット27と中間ブラケット28との間に配置されて
いる。回転駆動用モータBのシャフト3は、エンドブラ
ケット26と中間ブラケット28とに一対の軸受22,
23を介して回転自在に支持されている。また直進駆動
用モータAのシャフト6は、エンドブラケット27と中
間ブラケット28とに一対の軸受24,25を介して回
転自在に支持されている。
The stators 1 and 4 are fixed to the inner peripheral surfaces of cylindrical covers 33 and 34, respectively. Covers 33,3
4 has a cylindrical shape with substantially the same radius,
A pair of end brackets 26, 27 and an intermediate bracket 28 are fitted at both ends. The stator 1 of the rotary drive motor B is disposed between the end bracket 26 and the intermediate bracket 28 at the left end in the drawing, and the stator 4 of the linear drive motor A is the end bracket 27 and the intermediate bracket at the right end in the drawing. It is arranged between 28 and. The shaft 3 of the rotary drive motor B has a pair of bearings 22, a pair of bearings 22, on an end bracket 26 and an intermediate bracket 28.
It is rotatably supported via 23. The shaft 6 of the linear drive motor A is rotatably supported by the end bracket 27 and the intermediate bracket 28 via a pair of bearings 24, 25.

【0027】この実施の形態においては、中間ブラケッ
ト28を回転駆動用モータBと直進駆動用モータAとで
共用しているため、部品点数が少なくて済み、アクチュ
エータ全体の軸線方向寸法を短く抑えることができる。
In this embodiment, since the intermediate bracket 28 is shared by the rotary drive motor B and the straight drive motor A, the number of parts is small and the overall axial dimension of the actuator is kept short. You can

【0028】また中間ブラケット28に形成された収納
空間29には、回転駆動用モータBの回転を検出する第
1のエンコーダ10が配置されており、エンドブラケッ
ト27には直線駆動用のモータの回転を検出する第2の
エンコーダ16が収納されるエンコーダ・カバー15が
固定されている。回転駆動用モータBのシャフト3の端
部は収納空間29の内部にまで延び出ていて、シャフト
3の端部には第1のエンコーダ10の回転素子が固定さ
れている。また直進駆動用モータAのシャフト6の端部
はエンコーダ・カバー15の内部にまで延び出ていて、
シャフト6の端部には第2のエンコーダ16の回転素子
が固定されている。
In the storage space 29 formed in the intermediate bracket 28, the first encoder 10 for detecting the rotation of the rotation driving motor B is arranged, and in the end bracket 27, the rotation of the linear driving motor is rotated. The encoder cover 15 in which the second encoder 16 for detecting is stored is fixed. The end of the shaft 3 of the rotary drive motor B extends to the inside of the storage space 29, and the rotary element of the first encoder 10 is fixed to the end of the shaft 3. Further, the end of the shaft 6 of the linear drive motor A extends to the inside of the encoder cover 15,
The rotary element of the second encoder 16 is fixed to the end of the shaft 6.

【0029】このように中間ブラケット28に第1のエ
ンコーダ10を収納する収納空間29を形成すれば、エ
ンコーダを独立して配置する必要がない。従って、2つ
のモータA及びBを軸線を共有するように直線状に並べ
て配置し、かつそれぞれのモータにエンコーダを取り付
けても、アクチュエータの軸線方向寸法があまり長くな
らない。
By thus forming the storage space 29 for storing the first encoder 10 in the intermediate bracket 28, it is not necessary to separately arrange the encoders. Therefore, even if the two motors A and B are arranged side by side in a straight line so as to share the axis and the encoders are attached to the respective motors, the axial dimension of the actuator does not become too long.

【0030】さらに、中間ブラケット28には、直進駆
動用モータAおよび回転駆動用モータBからそれぞれ延
びる電力供給用のリード線(図示していない)を電気的
に外部に引き出すカプラー構造やコネクタ構造のリード
線引出部31が設けられており、2つのモータに電力を
供給するリード線を一箇所から外部に引き出せるように
している。これにより外部での電気的接続が容易にな
る。なお、第1のエンコーダ10の出力も中間ブラケッ
ト28から引き出すようにしている。第2のエンコーダ
16の出力は、エンコーダ・カバー15から外部に引き
出される。
Further, the intermediate bracket 28 has a coupler structure or a connector structure for electrically pulling out lead wires (not shown) for supplying electric power, which extend respectively from the linear drive motor A and the rotary drive motor B, to the outside. A lead wire drawing portion 31 is provided so that the lead wires for supplying electric power to the two motors can be drawn to the outside from one place. This facilitates external electrical connection. The output of the first encoder 10 is also drawn from the intermediate bracket 28. The output of the second encoder 16 is drawn outside from the encoder cover 15.

【0031】回転駆動用モータBのロータ2とシャフト
3及び直進駆動用モータAのロータ5とシャフト6の中
心部には、軸中心が軸線(X−X)を構成するように、
直進軸21が配置されている。直進軸21の右側端部と
中間部の外周部には、軸線方向に延びる複数本のスプラ
イン溝から構成されたスプライン部13と外周部に螺旋
状に形成されたボールねじから構成されたねじ部12と
が形成されている。第1のナット11は、直進駆動用モ
ータAのシャフト6の内部に嵌合されてシャフト6に固
定されており、第1のナット11の内周部には直進軸2
1のねじ部12と螺合する雌ねじが形成されている。こ
れにより、第1のナット11が直進駆動用モータAによ
り駆動されて回転すると、直進軸21は軸線方向に変位
する。なおスプラインガイド部材としての第2のナット
14が直進軸21のスプライン部13と嵌合しているの
で、直進軸21は第1のナット11と共に回転すること
なく、直進運動のみを行う。第2のナット14は、その
内周部にスプライン部13を構成する複数のスプライン
溝と軸線方向にスライド可能に嵌合する複数の嵌合凸部
を備えている。なおこの例では、第2のナット14をエ
ンコーダ・カバー15を介してエンドブラケット27に
対して固定するようにしたので、第2のナット14を簡
単な構造で固定できる。
In the central portions of the rotor 2 and the shaft 3 of the rotary drive motor B and the rotor 5 and the shaft 6 of the linear drive motor A, the axial centers form an axis line (XX).
A straight shaft 21 is arranged. A spline portion 13 formed of a plurality of spline grooves extending in the axial direction and a screw portion formed of a ball screw spirally formed on the outer peripheral portion are provided on the right end portion and the outer peripheral portion of the intermediate portion of the straight advance shaft 21. And 12 are formed. The first nut 11 is fitted inside the shaft 6 of the linear drive motor A and is fixed to the shaft 6, and the straight shaft 2 is provided on the inner peripheral portion of the first nut 11.
A female screw that is screwed with the first screw portion 12 is formed. As a result, when the first nut 11 is driven and rotated by the linear drive motor A, the linear shaft 21 is displaced in the axial direction. Since the second nut 14 as the spline guide member is fitted to the spline portion 13 of the straight-moving shaft 21, the straight-moving shaft 21 does not rotate together with the first nut 11, but only moves straight. The second nut 14 includes a plurality of spline grooves that form the spline portion 13 and a plurality of fitting protrusions that are slidably fitted in the axial direction on the inner peripheral portion of the second nut 14. In this example, since the second nut 14 is fixed to the end bracket 27 via the encoder cover 15, the second nut 14 can be fixed with a simple structure.

【0032】出力軸7は外周部に軸線方向に延びる複数
のスプライン溝から構成されたスプライン部9が形成さ
れた中空構造を有している。スプライン部9には回転駆
動用モータBのシャフト3の中空部に嵌合されて固定さ
れた第3のナット8が嵌合されている。この第3のナッ
ト8も第2のナット14と同様に、その内周部にスプラ
イン部9を構成する複数のスプライン溝と軸線方向にス
ライド可能に嵌合する複数の嵌合凸部を備えている。よ
って出力軸7は回転駆動用モータBのシャフト3に対し
て軸線方向に移動でき、しかもシャフト3とともに回転
する。第3のナット8は、スプライン部9と嵌合する本
体と、シャフト3の外側に位置して径方向に延びる環状
のフランジ部8aとからなる。フランジ部8aとエンド
ブラケット26との間にはオイルシール部材32が配置
されている。このように第3のナット8を利用してオイ
ルシール部材32を配置することができるので、オイル
シール部材32の取り付け構造が簡単になる。
The output shaft 7 has a hollow structure in which an outer peripheral portion is formed with a spline portion 9 formed of a plurality of spline grooves extending in the axial direction. A third nut 8 fitted and fixed to the hollow portion of the shaft 3 of the rotary drive motor B is fitted to the spline portion 9. Like the second nut 14, the third nut 8 also has a plurality of spline grooves that form the spline portion 9 and a plurality of fitting protrusions that are slidably fitted in the axial direction on the inner peripheral portion thereof. There is. Therefore, the output shaft 7 can move in the axial direction with respect to the shaft 3 of the rotary drive motor B, and further, rotates together with the shaft 3. The third nut 8 includes a main body that fits with the spline portion 9 and an annular flange portion 8 a that is located outside the shaft 3 and extends in the radial direction. An oil seal member 32 is arranged between the flange portion 8 a and the end bracket 26. Since the oil seal member 32 can be arranged using the third nut 8 in this manner, the mounting structure of the oil seal member 32 is simplified.

【0033】以上のような実施の形態に係る直進・回転
アクチュエータにあっては、回転駆動用モータBにより
回転する出力軸7と直進駆動用モータAにより直進する
直進軸21とは、相対的に回転自在である。すなわち出
力軸7は、回転駆動用モータBのロータ2の中心部に位
置する直進軸21の部分に軸線方向に相互にスライドで
きないようにして、ラジアル軸受19,20を介して回
転自在に嵌合されている。この構成により、この直進・
回転アクチュエータによると、直進と回転の両方の運動
を同時に行うことができ、また直進運動と回転運動を別
個に独立して行わせることが可能になっている。
In the linear / rotary actuator according to the above-described embodiment, the output shaft 7 rotated by the rotary drive motor B and the linear shaft 21 linearly moved by the linear drive motor A are relatively arranged. It is freely rotatable. That is, the output shaft 7 is rotatably fitted through the radial bearings 19 and 20 so that the output shaft 7 cannot slide in the axial direction with respect to the portion of the rectilinear shaft 21 located at the center of the rotor 2 of the rotary drive motor B. Has been done. With this configuration, this straight line
According to the rotary actuator, both the rectilinear motion and the rotational motion can be simultaneously performed, and the linear motion and the rotational motion can be separately and independently performed.

【0034】この実施の形態において、まず回転のみを
行わせる場合には、回転駆動用モータBのステータ1の
コイル1cに励磁電流を流して、ロータ2及びシャフト
3を回転する。するとシャフト3に取り付けられた第3
のナット8とスプライン部9とを介して、出力軸7が回
転する。このとき直進軸21は、ラジアル軸受19,2
0が存在しており、しかもスプライン部13と第2のナ
ット14との嵌合により回転が制止されているので回転
することはない。よって第1のナット11とねじ部12
との間で回転が生ずることはなく、従って直進軸21が
変位することもない。
In this embodiment, when only rotation is to be performed first, an exciting current is passed through the coil 1c of the stator 1 of the rotary drive motor B to rotate the rotor 2 and the shaft 3. Then, the third attached to the shaft 3
The output shaft 7 rotates via the nut 8 and the spline portion 9. At this time, the rectilinear shaft 21 is connected to the radial bearings 19, 2
Since 0 exists and the rotation is stopped by the fitting of the spline portion 13 and the second nut 14, it does not rotate. Therefore, the first nut 11 and the threaded portion 12
There is no rotation between and, and therefore the rectilinear shaft 21 is not displaced.

【0035】直進のみを行わせる場合には、直進駆動用
モータAのステータ4のコイル4cに励磁電流を流す
と、ロータ5及びシャフト6が回転し、第1のナット1
1が回転する。第1のナット11は、ねじ部12と螺合
しており、第2のナット14とスプライン部13との嵌
合により直進軸21の回転が阻止されているので、第1
のナット11が回転すると、その回転に従って直進軸2
1が直進する。出力軸7は、ラジアル軸受19,20に
より直進軸21に対して軸線方向にスライド不能に嵌合
されており、またスプライン部9と第3のナット8とが
嵌合していることによりロータ2及びシャフト3に対し
て直進可能になっており、直進軸21の直進と一緒に出
力軸7も直進する。
When only the straight traveling is performed, when an exciting current is passed through the coil 4c of the stator 4 of the straight traveling driving motor A, the rotor 5 and the shaft 6 rotate, and the first nut 1
1 rotates. The first nut 11 is screwed into the screw portion 12, and the second nut 14 and the spline portion 13 are fitted to each other to prevent rotation of the rectilinear shaft 21.
When the nut 11 of the
1 goes straight on. The output shaft 7 is fitted to the linear shaft 21 by radial bearings 19 and 20 so as not to be slidable in the axial direction, and the spline portion 9 and the third nut 8 are fitted to each other. Further, it is possible to go straight with respect to the shaft 3, and the output shaft 7 goes straight with the straight movement of the straight movement shaft 21.

【0036】直進と回転とを同時に行わせる場合には、
直進駆動用モータAのステータ4のコイル4c及び回転
駆動用モータBのステータ1のコイル1cに同時に通電
する。出力軸7は直進軸21に対して回転自在に嵌合さ
れているので、直進軸21の直進量と無関係に出力軸7
は独立して回転し、また直進軸21も出力軸7の回転速
度と無関係に独立して直進する。したがってこの例で
は、一方の運動が他方の運動に影響を及ぼすことがな
く、直進と回転との運動を同時にかつ自在に行わせるこ
とができる。
When the straight traveling and the rotating are simultaneously performed,
The coil 4c of the stator 4 of the straight drive motor A and the coil 1c of the stator 1 of the rotary drive motor B are energized at the same time. Since the output shaft 7 is rotatably fitted to the straight advance shaft 21, the output shaft 7 is irrelevant regardless of the straight advance amount of the straight advance shaft 21.
Rotate independently, and the linear shaft 21 also linearly travels independently of the rotation speed of the output shaft 7. Therefore, in this example, the movement of one does not influence the movement of the other, and it is possible to simultaneously and freely perform the movements of straight movement and rotation.

【0037】上記のような動作において、出力軸7の回
転量は第1のエンコーダ10によりシャフト3の回転量
を検知することにより検知され、また直進軸21の直進
量はシャフト6の回転量を検知することにより間接的に
第2のエンコーダ16により検知され、回転量及び直進
量は各エンコーダ10,16の出力を受け取る図示しな
い制御装置により制御される。
In the above-described operation, the rotation amount of the output shaft 7 is detected by detecting the rotation amount of the shaft 3 by the first encoder 10, and the straight movement amount of the linear movement shaft 21 is the rotation amount of the shaft 6. The detection is indirectly detected by the second encoder 16, and the rotation amount and the straight travel amount are controlled by a control device (not shown) that receives the outputs of the encoders 10 and 16.

【0038】以上説明したように図示の実施の形態に係
る直進・回転アクチュエータによれは、出力軸7を直進
軸21に対して回転自在に嵌合しているので、従来一本
の出力軸を直接回転・直進させていた構成とは異なり、
所定の位置で停止させたまま回転のみを行わせたり、回
転を直進運動と非同期で制御する等の自在の制御が可能
である。
As described above, according to the rectilinear / rotary actuator according to the illustrated embodiment, the output shaft 7 is rotatably fitted to the rectilinear shaft 21. Unlike the structure that was rotating and going straight,
It is possible to perform free control such as performing only rotation while being stopped at a predetermined position, or controlling rotation asynchronously with linear movement.

【0039】なお図1の直進・回転アクチュエータは、
巻線機に適用するために、直進軸21には軸線方向に貫
通するワイヤガイド用貫通孔35が形成されており、ま
た出力軸7の外側端部にはワイヤガイド用貫通孔35と
整合してワイヤを出すワイヤ出口孔36が形成されてい
る。またエンコーダ・カバー15の中央部にもワイヤガ
イド用貫通孔35と整合してワイヤを入れるワイヤ入口
孔37が形成されている。
The linear / rotary actuator shown in FIG.
For application to a winding machine, a wire guide through hole 35 penetrating in the axial direction is formed in the linear shaft 21, and the outer end of the output shaft 7 is aligned with the wire guide through hole 35. A wire outlet hole 36 for discharging the wire is formed. In addition, a wire inlet hole 37 is formed in the center of the encoder cover 15 in alignment with the wire guide through hole 35 to receive a wire.

【0040】この直進・回転アクチュエータでは、それ
ぞれ回転駆動用モータBと直進駆動用モータAの一部を
構成するエンドブラケット26,27の間に、中間ブラ
ケット28を配置しており、この中間ブラケット28を
回転駆動用モータBと直進駆動用モータAの両者の構成
部材として用いている。よって部品数が少なくなり、ま
たアクチュエータ全体の軸線方向寸法が長くならない。
また中間ブラケット28には、第1のエンコーダ10が
配置される収納空間29が形成されているので、第1の
エンコーダ10を独立して配置する必要がなく、2つの
モータを直線状に並べて配置しかつそれぞれのモータに
エンコーダを取り付けても、アクチュエータの軸線方向
の寸法が長くならない。更に第2のナット(スプライン
ガイド部材)14をエンコーダ・カバー15に固定する
ことにより、第2のナット14をエンドブラケット27
に対して固定しているので、第2のナット14の固定構
造を簡略化することができる。また、中間ブラケット2
8には、直進駆動用モータA及び回転駆動用モータBか
らそれぞれ延びる電力供給用のリード線を電気的に外部
に引き出すリード線引出部31を設けているので、中間
ブラケット28を利用して2つのモータに電力を供給す
るリード線を1箇所から電気的に外部に引き出すことが
できる。そのため外部での電気的接続が容易になる。な
お中間ブラケット28に設ける第1のエンコーダ10の
出力も中間ブラケット28から引き出すことができる。
第2のエンコーダ16の出力はエンコーダカバー15か
ら外部に引き出せばよい。
In this rectilinear / rotary actuator, an intermediate bracket 28 is arranged between the end brackets 26 and 27 which form a part of the rotational drive motor B and the linear drive motor A, respectively. Are used as constituent members of both the rotation drive motor B and the straight drive motor A. Therefore, the number of parts is reduced, and the axial dimension of the entire actuator does not become long.
In addition, since the storage space 29 in which the first encoder 10 is arranged is formed in the intermediate bracket 28, it is not necessary to separately arrange the first encoder 10, and two motors are arranged in a straight line. However, even if an encoder is attached to each motor, the axial dimension of the actuator does not become long. Further, by fixing the second nut (spline guide member) 14 to the encoder cover 15, the second nut 14 is fixed to the end bracket 27.
Since the second nut 14 is fixed to the second nut 14, the fixing structure of the second nut 14 can be simplified. Also, the intermediate bracket 2
8 is provided with a lead wire lead-out portion 31 that electrically draws lead wires for power supply extending from the linear drive motor A and the rotary drive motor B, respectively, to the outside. A lead wire for supplying electric power to one motor can be electrically pulled out from one place. Therefore, electrical connection outside can be facilitated. The output of the first encoder 10 provided on the intermediate bracket 28 can also be extracted from the intermediate bracket 28.
The output of the second encoder 16 may be pulled out from the encoder cover 15.

【0041】図1の実施の形態の直進・回転アクチュエ
ータを概念的に図示すると、図2に示すようになる。図
2に示した概念図と同様の図法を用いて、本発明の他の
実施の形態について説明する。図3は、図1及び図2の
実施の形態の変形例としての第2の実施の形態の概略構
成図である。図3の実施の形態において、図1の実施の
形態と異なる点は、直進軸21の外周部に設けるスプラ
イン部13とねじ部12が、相互に干渉しないように直
進軸21の外周部の同じ部分に重ねて形成される点であ
る。このような構造は、一般的に「ボールねじ・スプラ
イン」と呼ばれており、このような「ボールねじ・スプ
ライン」を用いると、直進軸の軸線方向の寸法を短くで
きる利点がある。その他の点は、図1の例と実質的に同
じである。
The linear / rotary actuator of the embodiment shown in FIG. 1 is conceptually shown in FIG. Another embodiment of the present invention will be described using a drawing method similar to the conceptual view shown in FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment as a modified example of the embodiments of FIGS. 1 and 2. The embodiment of FIG. 3 is different from the embodiment of FIG. 1 in that the spline portion 13 and the screw portion 12 provided on the outer peripheral portion of the straight advance shaft 21 are the same on the outer peripheral portion of the straight advance shaft 21 so as not to interfere with each other. It is a point that is formed so as to overlap the portion. Such a structure is generally called a "ball screw / spline", and the use of such a "ball screw / spline" has an advantage that the axial dimension of the linear shaft can be shortened. Other points are substantially the same as the example of FIG.

【0042】図3の実施の形態の構造を用いると、図1
の実施の形態の構造を用いた場合よりも直進・回転アク
チュエータの軸線方向の寸法が短くなることは、図4及
び図5に示した実際の設計図からみると明白である。図
4の例は、図1の構造を用いた実際の直進・回転アクチ
ュエータの設計図であり、図5の例は図3の構造を用い
た実際の直進・回転アクチュエータの設計図である。両
者を対比すると分かるように、「ボールねじ・スプライ
ン」を用いた図5の例では、図4の例と比べて直進軸2
1の長さが短くなっている。なお図4及び図5の例で
は、直進駆動用モータAと回転駆動用モータBに対して
それぞれ設けられるエンコーダC及びDが、直進駆動用
モータAと回転駆動用モータBの間にそれぞれ配置され
ている。
Using the structure of the embodiment of FIG. 3, FIG.
It is clear from the actual design drawings shown in FIGS. 4 and 5 that the axial dimension of the linear / rotary actuator is shorter than that in the case of using the structure of the embodiment. The example of FIG. 4 is a design drawing of an actual rectilinear / rotary actuator using the structure of FIG. 1, and the example of FIG. 5 is a design drawing of an actual rectilinear / rotary actuator using the structure of FIG. As can be seen by comparing the two, in the example of FIG. 5 using the “ball screw / spline”, as compared with the example of FIG.
The length of 1 is shortened. In the examples of FIGS. 4 and 5, the encoders C and D provided for the linear drive motor A and the rotary drive motor B are arranged between the linear drive motor A and the rotary drive motor B, respectively. ing.

【0043】図6は、図2と同様にして示した本発明の
他の実施の形態の概略構成図である。この例では、出力
軸7´の一部に直進軸21´を嵌合させている。そのた
め直進軸21´は中空構造とする必要がある。そして出
力軸7´を直進軸21´の内部に嵌合される嵌合部分7
´bと直進軸21´の外部にあって外周部にスプライン
部9´が形成された出力部分7´aとを有する構造とす
る。出力軸7´の嵌合部分7´bを直進軸21´の内部
に軸受19´,20´を介して回転自在に嵌合してい
る。すなわち直進軸21´が出力軸7´の嵌合部分7´
bに軸受19´,20´を介して同心的に回転自在に嵌
合されている。その他の構造は、図1及び図2の場合と
実質的に同じである。なおこの構造で、ワイヤを直進・
回転アクチュエータの中心部を通して引き出すようにす
るためには、出力軸7´の中心部にワイヤガイド用貫通
孔を形成すればよい。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention shown in the same manner as FIG. In this example, a straight shaft 21 'is fitted to a part of the output shaft 7'. Therefore, the straight advance shaft 21 'needs to have a hollow structure. Then, the output shaft 7'is fitted with the fitting portion 7 fitted inside the straight advance shaft 21 '.
′ B and an output portion 7′a outside the straight-moving shaft 21 ′ and having a spline portion 9 ′ formed on the outer peripheral portion thereof. The fitting portion 7'b of the output shaft 7'is rotatably fitted in the straight shaft 21 'via bearings 19', 20 '. That is, the rectilinear shaft 21 'is the fitting portion 7'of the output shaft 7'.
It is concentrically and rotatably fitted to b through bearings 19 'and 20'. Other structures are substantially the same as those in FIGS. 1 and 2. With this structure, the wire goes straight
In order to pull out through the center of the rotary actuator, a wire guide through hole may be formed in the center of the output shaft 7 '.

【0044】図7は、図6の実施の形態の変形例であ
る。この例では、図3及び図5の例と同様に、直進軸2
1´の外周部に設けるスプライン部13´とねじ部12
´が、相互に干渉しないように直進軸21´の外周部の
同じ部分に重ねて形成されている。その他の点は、図6
の例と同じである。
FIG. 7 shows a modification of the embodiment shown in FIG. In this example, as in the example of FIG. 3 and FIG.
Spline portion 13 'and screw portion 12 provided on the outer peripheral portion of 1'
′ Are formed so as to overlap with each other on the same outer peripheral portion of the rectilinear shaft 21 ′ so as not to interfere with each other. Other points are shown in FIG.
Is the same as the example.

【0045】図8は、直進駆動用モータA´としてシリ
ンダ型のリニアモータを用いた本発明の直進・回転アク
チュエータの概略構成図である。この場合には、図1の
例と同様に回転駆動用モータBのシャフトを中空構造と
する。そしてリニアモータA´の可動子を直進軸21´
´とし、直進軸21´´をその軸中心が軸線(X−X)
を構成するように回転駆動用モータBのシャフトの中心
部を通る長さにする。出力軸7は、図1の例と同様に外
周部にスプライン部9が形成された中空構造とする。ま
た出力軸7を回転駆動用モータBのシャフトの中心部に
位置する直進軸21´´の部分に軸受(19,20)を
介して回転自在に嵌合し、回転駆動用モータBのシャフ
トには出力軸7に設けたスプライン部9と嵌合するナッ
ト8を固定する。
FIG. 8 is a schematic block diagram of a linear / rotary actuator of the present invention using a cylinder type linear motor as the linear drive motor A '. In this case, the shaft of the rotation driving motor B has a hollow structure as in the example of FIG. Then, the mover of the linear motor A'is connected to the linear shaft 21 '.
′, And the linear axis 21 ″ is centered on the axis (XX)
To have a length passing through the central portion of the shaft of the rotation driving motor B. The output shaft 7 has a hollow structure in which a spline portion 9 is formed on the outer peripheral portion similarly to the example of FIG. In addition, the output shaft 7 is rotatably fitted to a portion of the linear shaft 21 ″ located at the center of the shaft of the rotation driving motor B via bearings (19, 20), and is fitted to the shaft of the rotation driving motor B. Fixes a nut 8 fitted with a spline portion 9 provided on the output shaft 7.

【0046】直進駆動用モータA´としてリニアモータ
を用いると、直進軸をスプライン部やねじ部を用いずに
直接的に駆動できるので直進・回転アクチュエータの構
造は非常に簡単になる。特にこの例のようにリニアモー
タとして、可動子が固定子の内部に位置するシリダン型
のリニアモータを用いると、直進駆動用モータと回転駆
動用モータを一体化することができて、直進・回転アク
チュエータをコンパクトに構成できる。なお実際に販売
されているシリダン型のリニアモータとしては、例えば
オリエンタルモータ株式会社がVEXTA(登録商標)
「UCM420」の製品番号で市販しているシリダン型
のリニアスッテピングモータがある。
When a linear motor is used as the linear drive motor A ', the linear shaft can be directly driven without using a spline portion or a screw portion, so that the structure of the linear / rotary actuator becomes very simple. In particular, if a Siridan-type linear motor whose mover is located inside the stator is used as the linear motor as in this example, the linear drive motor and the rotary drive motor can be integrated, and the linear drive / rotation can be performed. The actuator can be made compact. As a Siridan type linear motor that is actually sold, for example, Oriental Motor Co., Ltd. is VEXTA (registered trademark)
There is a Siridan type linear stepping motor commercially available under the product number of "UCM420".

【0047】図9は、図1乃至図8に示した直進・回転
アクチュエータのように、回転駆動用モータ及び直進駆
動用モータが軸線(X−X)を共有するように配置され
る直進・回転アクチュエータ100を巻線機に適用した
場合の実施の形態の一例の概略構成図である。この巻線
機では、直進・回転アクチュエータ100の出力軸10
1にカップリング102を介して揺動機能を有するノズ
ル保持機構103を支持している。ノズル保持機構10
3には、L字状に曲げられたワイヤ供給ノズル104が
支持されている。この例では、1本のワイヤを供給する
タイプのワイヤ供給ノズル104を用いているが、先端
から複数本のワイヤを個別に供給するタイプのワイヤ供
給ノズルを用いることができるのも勿論である。106
は、直進・回転アクチュエータ100に図示しないワイ
ヤリールから供給されるワイヤに張りを与えるテンショ
ン装置である。直進・回転アクチュエータ100は図1
の直進・回転アクチュエータのように、中心部にワイヤ
をガイドする通路を備えているため、特にアクチュエー
タとは別個にワイヤをガイドするためのガイド機構は不
要である。また直進・回転アクチュエータ100は2つ
のモータが一体化されたコンパクトな構造を有している
ため、巻線機を小形に構成することができる。
FIG. 9 is a rectilinear / rotational arrangement in which the rotary driving motor and the rectilinear driving motor are arranged so as to share the axis (XX) like the rectilinear / rotating actuator shown in FIGS. 1 to 8. It is a schematic block diagram of an example of an embodiment when actuator 100 is applied to a winding machine. In this winding machine, the output shaft 10 of the linear / rotary actuator 100 is
A nozzle holding mechanism 103 having a swinging function is supported on the first unit via a coupling. Nozzle holding mechanism 10
A wire supply nozzle 104 bent in an L shape is supported by 3. In this example, the wire supply nozzle 104 of the type that supplies one wire is used, but it goes without saying that a wire supply nozzle of the type that individually supplies a plurality of wires from the tip can also be used. 106
Is a tension device that gives tension to the wire supplied from a wire reel (not shown) to the linear movement / rotation actuator 100. The linear / rotary actuator 100 is shown in FIG.
Unlike the linear / rotary actuators, the central portion has a passage for guiding the wire, so that a guide mechanism for guiding the wire separately from the actuator is unnecessary. Further, since the rectilinear / rotary actuator 100 has a compact structure in which two motors are integrated, the winding machine can be made compact.

【0048】図10は、図9の巻線機を用いて回転電機
の積層コア107にワイヤを巻回して巻線部を形成する
場合の、ノズル104の運動の軌跡の一例を示してい
る。108はエンドホームであり、109はニードルで
ある。実線で描いた軌跡L1は通常の巻回時の軌跡であ
り、破線で描いた軌跡L2は渡り線を処理する際のノズ
ル104の軌跡である。渡り線を処理する際には直線運
動の量をΔL分長くして、ニードル109を挿入する空
間を形成する。そしてニードル109により渡り線処理
を行う。この図から分かるように、ノズル104は、基
本的に直線運動と回転運動とからなるボックス運動をす
る。本発明の直進・回転アクチュエータ100では、直
線運動と回転運動とを別個に独立して制御できるため、
どのような形状寸法の積層コアに対しても、直進駆動用
モータ及び回転駆動用モータの制御モードを変更するだ
けで、簡単に巻線部を形成することができる。したがっ
て従来の巻線機と比べて、本発明の巻線機は巻装するコ
アの変更に簡単に対応できる利点を有している。
FIG. 10 shows an example of the locus of movement of the nozzle 104 when a wire is wound around the laminated core 107 of a rotary electric machine using the winding machine of FIG. 9 to form a winding portion. 108 is an end home, and 109 is a needle. A locus L1 drawn with a solid line is a locus during normal winding, and a locus L2 drawn with a broken line is a locus of the nozzle 104 when processing a crossover. When processing the crossover, the amount of linear movement is lengthened by ΔL to form a space for inserting the needle 109. Then, a crossover process is performed by the needle 109. As can be seen from this figure, the nozzle 104 basically makes a box motion consisting of a linear motion and a rotary motion. In the rectilinear / rotary actuator 100 of the present invention, linear motion and rotary motion can be controlled separately and independently.
With respect to laminated cores of any shape and size, the winding portion can be easily formed simply by changing the control modes of the linear drive motor and the rotary drive motor. Therefore, as compared with the conventional winding machine, the winding machine of the present invention has an advantage that the change of the core to be wound can be easily coped with.

【0049】本発明は、回転駆動用モータ及び直進駆動
用モータのシャフトからそれぞれの駆動力を伝達機構を
介して直進軸及び出力軸に伝達する場合にも適用でき
る。図11の実施の形態は、回転駆動用モータB´´と
直進駆動用モータA´´とを備えており、直進駆動用モ
ータA´´の回転を第1の伝達機構41を介して第1の
ナット11に伝達して直進軸21を軸線方向に直進させ
る。また回転駆動用モータB´´の回転を第2の伝達機
構42を介して第3のナット8に伝達して出力軸7を回
転させる。第1の伝達機構41及び第2の伝達機構42
は、プーリとベルトの組み合わせからなる伝達機構や、
歯車機構等からなる公知の伝達機構である。その他の点
は、図1及び図2の実施の形態と基本的には同様であ
る。図11の実施の形態の変形例では、図3の実施の形
態と同様に、ねじ部12とスプライン部13が重ねて形
成された「ボールねじ・スプライン」を採用することが
できる。
The present invention can also be applied to the case where the respective driving forces from the shafts of the rotary drive motor and the linear drive motor are transmitted to the linear drive shaft and the output shaft via the transmission mechanism. The embodiment of FIG. 11 includes a rotation drive motor B ″ and a straight drive motor A ″, and the rotation of the straight drive motor A ″ is first transferred via the first transmission mechanism 41. To the nut 11 to move the linear shaft 21 straight in the axial direction. Further, the rotation of the rotation drive motor B ″ is transmitted to the third nut 8 via the second transmission mechanism 42 to rotate the output shaft 7. First transmission mechanism 41 and second transmission mechanism 42
Is a transmission mechanism consisting of a combination of a pulley and a belt,
It is a known transmission mechanism including a gear mechanism and the like. Other points are basically the same as the embodiment of FIGS. 1 and 2. In the modified example of the embodiment of FIG. 11, a “ball screw / spline” in which the screw portion 12 and the spline portion 13 are formed to overlap each other can be adopted, as in the embodiment of FIG.

【0050】図12の実施の形態は、図6及び図7の実
施の形態と同様に、直進軸21´が出力軸7´の一端に
軸受19´,20´を介して嵌合された構造に、図11
の実施の形態と同様に、第1の伝達機構41と第2の伝
達機構42を組み込んだものである。この例でも、直進
駆動用モータA´´の回転を第1の伝達機構41を介し
て第1のナット11´に伝達して直進軸21´を軸線方
向に直進させる。また回転駆動用モータB´´の回転を
第2の伝達機構42を介して第3のナット8´に伝達し
て出力軸7´を回転させる。その他の点は、図6及び図
7の実施の形態と同様である。また図12の実施の形態
の変形例でも、図7の実施の形態と同様に、ねじ部12
´とスプライン部13´が重ねて形成された「ボールね
じ・スプライン」を採用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 12, as in the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the linear shaft 21 'is fitted to one end of the output shaft 7'via bearings 19' and 20 '. In Fig. 11
Similar to the embodiment described above, the first transmission mechanism 41 and the second transmission mechanism 42 are incorporated. In this example as well, the rotation of the linear drive motor A ″ is transmitted to the first nut 11 ′ via the first transmission mechanism 41 to linearly advance the linear shaft 21 ′ in the axial direction. Further, the rotation of the rotation drive motor B ″ is transmitted to the third nut 8 ′ via the second transmission mechanism 42 to rotate the output shaft 7 ′. Other points are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 6 and 7. Also in the modification of the embodiment of FIG. 12, as in the embodiment of FIG.
It is possible to employ a "ball screw / spline" in which the spline portion 13 'and the spline portion 13' are overlapped with each other.

【0051】なお直進駆動用モータとしてリニアモータ
A´を用いる場合には、図13に示すように直進駆動用
モータに伝達機構は不要であり、回転駆動用モータB´
´側にのみ伝達機構42を配置すればよい。
When the linear motor A'is used as the linear drive motor, the linear drive motor does not need a transmission mechanism as shown in FIG.
The transmission mechanism 42 may be arranged only on the ‘side.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る直進・回転
アクチュエータによれば、回転運動と直進運動とを別個
に行わせることも両方を同時に行わせることも自在であ
り、従って巻線機を含めたさまざまな用途に適用できる
利点がある。
As described above, according to the rectilinear / rotational actuator of the present invention, it is possible to perform the rotational movement and the rectilinear movement separately or both at the same time. There is an advantage that it can be applied to various uses including.

【0053】また本発明の巻線機によれば、従来の巻線
機と比べて、巻装するコアの変更に簡単に対応できる利
点がある。
Further, according to the winding machine of the present invention, compared with the conventional winding machine, there is an advantage that the change of the core to be wound can be easily coped with.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る直進・回転アクチュエータの一つ
の実施の形態を示す横断面図である。
FIG. 1 is a transverse cross-sectional view showing one embodiment of a rectilinear / rotary actuator according to the present invention.

【図2】図1の実施の形態の直進・回転アクチュエータ
を概念的に示した図である。
FIG. 2 is a diagram conceptually showing the rectilinear / rotary actuator according to the embodiment of FIG.

【図3】図1及び図2の実施の形態の変形例としての第
2の実施の形態の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment as a modified example of the embodiments of FIGS. 1 and 2.

【図4】図1の構造を用いた実際の直進・回転アクチュ
エータの設計図である。
FIG. 4 is a design view of an actual linear / rotary actuator using the structure of FIG.

【図5】図3の構造を用いた実際の直進・回転アクチュ
エータの設計図である。
5 is a design diagram of an actual straight / rotary actuator using the structure of FIG.

【図6】本発明の他の実施の形態の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図7】図6の実施の形態の変形例を示す概略構成図で
ある。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a modified example of the embodiment of FIG.

【図8】直進駆動用モータとしてシリンダ型のリニアモ
ータを用いた本発明の直進・回転アクチュエータの概略
構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a linear movement / rotation actuator of the present invention using a cylinder type linear motor as a linear movement motor.

【図9】図1乃至図8に示した直進・回転アクチュエー
タのように、回転駆動用モータ及び直進駆動用モータが
軸線(X−X)を共有するように配置される直進・回転
アクチュエータを巻線機に適用した場合の実施の形態の
一例の概略構成図である。
FIG. 9 is a view showing a linear / rotary actuator that is arranged such that the rotary drive motor and the linear drive motor share an axis (XX) like the linear / rotary actuator shown in FIGS. 1 to 8; It is a schematic structure figure of an example of an embodiment when applied to a wire machine.

【図10】図9の巻線機を用いて回転電機の積層コアに
ワイヤを巻回して巻線部を形成する場合の、ノズルの運
動の軌跡の一例を示している。
FIG. 10 shows an example of a locus of movement of a nozzle when a wire is wound around a laminated core of a rotary electric machine to form a winding portion using the winding machine of FIG.

【図11】伝達機構を有する本発明の他の実施の形態の
概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention having a transmission mechanism.

【図12】伝達機構を有する本発明の他の実施の形態の
概略構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention having a transmission mechanism.

【図13】伝達機構を有する本発明の他の実施の形態の
概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention having a transmission mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータ 2 ロータ 3 シャフト 4 ステータ 5 ロータ 6 シャフト 7,7´ 出力軸 8,8´ 第3のナット 9,9´ スプライン部 10 第1のエンコーダ 11,11´ 第1のナット 12,12´ ねじ部 13,13´ スプライン部 14,14´ 第2のナット 15 エンコーダ・カバー 16 第2のエンコーダ 19,20,19´,20´ ラジアル軸受 21,21´ 直進軸 1 stator 2 rotor 3 shafts 4 stator 5 rotor 6 shafts 7,7 'Output shaft 8,8 'Third nut 9,9 'Spline part 10 First encoder 11,11 'First nut 12,12 'screw part 13,13 'Spline part 14,14 'Second nut 15 Encoder cover 16 Second encoder 19,20,19 ', 20' Radial bearing 21,21 'Straight axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 豊 東京都豊島区北大塚一丁目15番1号 山洋 電気株式会社内 (72)発明者 村田 茂人 東京都豊島区北大塚一丁目15番1号 山洋 電気株式会社内 Fターム(参考) 3J062 AA21 AA38 AB21 AC01 AC07 BA11 BA12 BA29 CD02 CD23 CD25 5H607 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14 BB26 CC03 CC09 DD02 DD04 DD16 EE53 HH01 5H641 BB09 BB14 JA08 JA19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yutaka Takeuchi             1-15-1 Kitaotsuka, Toshima-ku, Tokyo Sanyo             Electric Co., Ltd. (72) Inventor Shigeto Murata             1-15-1 Kitaotsuka, Toshima-ku, Tokyo Sanyo             Electric Co., Ltd. F term (reference) 3J062 AA21 AA38 AB21 AC01 AC07                       BA11 BA12 BA29 CD02 CD23                       CD25                 5H607 AA12 BB01 BB07 BB09 BB14                       BB26 CC03 CC09 DD02 DD04                       DD16 EE53 HH01                 5H641 BB09 BB14 JA08 JA19

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周部にスプライン部(13)とねじ部
(12)が形成された直進軸(21)と、 前記直進軸(21)の前記ねじ部(12)と螺合するナ
ット(11)を直接または伝達機構(41)を介して回
転させて前記直進軸を直進させる直進駆動用モータ
(A)と、 固定状態にあって前記直進軸(21)の前記スプライン
部(13)と嵌合するナット(14)と、 外周部にスプライン部(9)が形成され前記直進軸(2
1)に軸受(19,20)を介して嵌合されて前記直進
軸(21)と同心配置された出力軸(7)と、 前記出力軸(7)の前記スプライン部(9)に嵌合する
ナット(8)を直接または伝達機構を介して回転させて
前記出力軸を回転させる回転駆動用モータ(B)とを備
えた直進・回転アクチュエータ。
1. A straight advance shaft (21) having a spline portion (13) and a screw portion (12) formed on an outer periphery thereof, and a nut (11) screwed with the screw portion (12) of the straight advance shaft (21). ) Is rotated directly or via a transmission mechanism (41) to linearly drive the linear shaft, and the linear drive motor (A) is fitted to the spline portion (13) of the linear shaft (21) in a fixed state. The mating nut (14) and the spline portion (9) are formed on the outer periphery of the straight shaft (2).
1) The output shaft (7) fitted to the linear shaft (21) through the bearings (19, 20) and fitted to the spline portion (9) of the output shaft (7). And a rotation driving motor (B) for rotating the output shaft by rotating a nut (8) directly or via a transmission mechanism.
【請求項2】 外周部にスプライン部(9´)が形成さ
れた出力軸(7´)と、 前記出力軸(7´)の前記スプライン部(9´)に嵌合
するナット(8´)を直接または伝達機構(42)を介
して回転させて前記出力軸(7´)を回転させる回転駆
動用モータ(B)と、 外周部にスプライン部(13´)とねじ部(12´)が
形成されて前記出力軸(7´)に軸受(19´,20
´)を介して嵌合されて前記出力軸(7´)と同心配置
された直進軸(21´)と、 前記直進軸(21´)の前記ねじ部(12´)と螺合す
るナット(11´)を直接または伝達機構(41)を介
して回転させて前記直進軸(21´)を直進させる直進
駆動用モータ(A)と、 固定状態にあって前記直進軸(21´)の前記スプライ
ン部(13´)と嵌合するナット(14´)とを備えた
直進・回転アクチュエータ。
2. An output shaft (7 ′) having a spline portion (9 ′) formed on an outer peripheral portion thereof, and a nut (8 ′) fitted to the spline portion (9 ′) of the output shaft (7 ′). A rotary drive motor (B) for rotating the output shaft (7 ') by rotating the shaft directly or via a transmission mechanism (42), and a spline portion (13') and a screw portion (12 ') on the outer peripheral portion. The output shaft (7 ') is formed with bearings (19', 20)
′) And a straight shaft (21 ′) fitted concentrically with the output shaft (7 ′) and a nut (12) screwed with the screw portion (12 ′) of the straight shaft (21 ′). A straight drive motor (A) for rotating the straight shaft (21 ') straight by rotating 11') directly or via a transmission mechanism (41); and the straight shaft (21 ') in a fixed state. A straight-moving / rotating actuator including a spline part (13 ') and a nut (14') that fits.
【請求項3】 直進軸(21´´) を可動子として有す
るリニアモータ(A´)と、 外周部にスプライン部(9)が形成され前記直進軸に軸
受(19,20)を介して嵌合されて前記直進軸と同心
配置された出力軸(7)と、 前記出力軸(7)の前記スプライン部に嵌合するナット
を直接または伝達機構(42)を介して回転させて前記
出力軸を回転させる回転駆動用モータ(B)とを備えた
直進・回転アクチュエータ。
3. A linear motor (A ′) having a linear shaft (21 ″) as a mover, and a spline portion (9) formed on an outer peripheral portion of the linear motor (A ′) fitted to the linear shaft via bearings (19, 20). The output shaft (7) that is combined and arranged concentrically with the rectilinear shaft, and the nut that is fitted to the spline portion of the output shaft (7) are rotated directly or through the transmission mechanism (42) to output the output shaft. A rectilinear / rotary actuator including a rotation driving motor (B) for rotating.
【請求項4】 軸線(X−X)を共有するように並んで
配置された回転駆動用モータ(B)と直進駆動用モータ
(A´)とを備え、前記回転駆動用モータ(B)のシャ
フトの回転により前記軸線(X−X)を中心にして出力
軸(7)を回転させ、前記直進駆動用モータ(A´)に
より前記軸線(X−X)に沿って前記出力軸(7)を軸
線方向に直線移動させる直進・回転アクチュエータであ
って、前記回転駆動用モータ(B)のシャフトは中空構
造を有し、 前記直進駆動用モータはリニアモータ(A´)からな
り、 前記リニアモータ(A´)の直進軸(21´´)はその
軸中心が前記軸線(X−X)を構成するように前記回転
駆動用モータ(B)の前記シャフトの中心部を通る長さ
を有し、 前記出力軸(7)は外周部にスプライン部(9)が形成
された中空構造を有し、 前記出力軸(7)は前記回転駆動用モータの前記シャフ
トの中心部に位置する前記直進軸(21´´)の部分に
軸受(19,20)を介して回転自在に嵌合され、 前記回転駆動用モータの前記シャフトには前記出力軸
(7)に設けた前記スプライン部(9)と嵌合するナッ
ト(8)が固定されていることを特徴とする直進・回転
アクチュエータ。
4. A rotary drive motor (B) and a linear drive motor (A ′), which are arranged side by side so as to share an axis (XX), and which are provided in the rotary drive motor (B). The output shaft (7) is rotated about the axis (XX) by the rotation of the shaft, and the output shaft (7) is rotated along the axis (XX) by the linear drive motor (A ′). Is a rectilinear / rotary actuator that linearly moves in the axial direction, the shaft of the rotational drive motor (B) has a hollow structure, and the linear drive motor is a linear motor (A ′). The straight shaft (21 ″) of (A ′) has a length passing through the central portion of the shaft of the rotary drive motor (B) so that the axis center thereof constitutes the axis (XX). The output shaft (7) has a spline portion (9) formed on the outer periphery thereof. The output shaft (7) rotates through a bearing (19, 20) at a portion of the linear shaft (21 ″) located at the center of the shaft of the rotary drive motor. A nut (8) which is freely fitted and is fitted to the spline portion (9) provided on the output shaft (7) is fixed to the shaft of the rotary drive motor. -Rotary actuator.
【請求項5】 前記リニアモータはシリンダ型リニアモ
ータである請求項4に記載の直進・回転アクチュエー
タ。
5. The linear movement / rotation actuator according to claim 4, wherein the linear motor is a cylinder type linear motor.
【請求項6】 回転駆動用モータ(B´´)と直進駆動
用モータ(A´´)とを備え、前記回転駆動用モータ
(B´´)の回転により軸線(X−X)を中心にして出
力軸(7)を回転させ、前記直進駆動用モータのシャフ
ト(6)の回転により前記軸線(X−X)に沿って前記
出力軸(7)を軸線方向に直線移動させる直進・回転ア
クチュエータであって、 軸中心が前記軸線(X−X)を構成するように配置され
て外周部にスプライン部(13)とねじ部(12)とが
形成された直進軸(21)を有し、 前記直進軸(21)の前記ねじ部(12)と螺合し且つ
第1の伝達機構(41)を介して前記直進駆動用モータ
(A´´)により駆動されて回転して前記直進軸(2
1)を前記軸線方向に変位させる第1のナット(11)
を有し、 固定状態にあって前記直進軸(21)の前記スプライン
部(13)と嵌合して前記直進軸の回転を阻止する第2
のナット(14)を有し、 前記出力軸(7)は外周部に軸線方向にスプライン部
(9)が形成された中空構造を有し、 前記出力軸(7)は前記直進軸(21)に軸受(19,
20)を介して回転自在に嵌合され、 前記出力軸(7)に設けた前記スプライン部(9)と嵌
合して第2の伝達機構(42)を介して前記回転駆動用
モータ(B´´)により駆動されて回転する第3のナッ
ト(8)を有していることを特徴とする直進・回転アク
チュエータ。
6. A rotary drive motor (B ″) and a straight drive motor (A ″) are provided, and the rotation drive motor (B ″) is rotated to center the axis (XX). Actuator for rotating the output shaft (7) and linearly moving the output shaft (7) in the axial direction along the axis (XX) by the rotation of the shaft (6) of the linear drive motor. A linear axis (21) having an axial center arranged to form the axis (XX) and having a spline portion (13) and a screw portion (12) formed on an outer peripheral portion thereof, The rectilinear shaft (21) is screwed into the threaded portion (12) and is driven by the rectilinear driving motor (A ″) through the first transmission mechanism (41) to rotate and rotate. Two
First nut (11) for displacing 1) in the axial direction
And a second fixed state that is fitted to the spline portion (13) of the linear shaft (21) to prevent rotation of the linear shaft.
Nut (14), the output shaft (7) has a hollow structure in which a spline portion (9) is formed on the outer peripheral portion in the axial direction, and the output shaft (7) is the straight shaft (21). Bearing (19,
20) is rotatably fitted through the output shaft (7) and is fitted to the spline portion (9) provided on the output shaft (7) through the second transmission mechanism (42). A linear / rotary actuator having a third nut (8) that is driven and rotated by the ″ ″.
【請求項7】 前記直進軸に設けられる前記スプライン
部(13´)と前記ねじ部(12´)は、相互に干渉し
ないように同じ位置に重ねて形成されている請求項6に
記載の直進・回転アクチュエータ。
7. The straight advance according to claim 6, wherein the spline portion (13 ′) and the screw portion (12 ′) provided on the straight advance shaft are formed at the same position so as not to interfere with each other. -Rotary actuator.
【請求項8】 回転駆動用モータ(B)と直進駆動用モ
ータ(A´)とを備え、前記回転駆動用モータにより駆
動されて軸線(X−X)を中心にして出力軸(7)を回
転させ、前記直進駆動用モータにより前記軸線(X−
X)に沿って前記出力軸(7)を直線移動させる直進・
回転アクチュエータであって、 前記直進駆動用モータはリニアモータ(A´)からな
り、 前記リニアモータの直進軸はその軸中心が前記軸線(X
−X)を構成し、 前記出力軸(7)は外周部にスプライン部(9)が形成
された中空構造を有し、 前記出力軸(7)は前記直進軸(21)の端部に軸受
(19,20)を介して回転自在に嵌合され、 前記出力軸(7)に設けた前記スプライン部(9)と嵌
合し、伝達機構(42)を介して前記回転駆動用モータ
(B)により駆動されて回転するナット(8)を有して
いることを特徴とする直進・回転アクチュエータ。
8. A rotation drive motor (B) and a straight drive motor (A ′) are provided, and the output shaft (7) is driven by the rotation drive motor about an axis (XX). It is rotated, and the axis (X-
X) to move the output shaft (7) in a straight line
In the rotary actuator, the linear drive motor is composed of a linear motor (A ′), and a linear axis of the linear motor has an axis center of the axial line (X ′).
-X), the output shaft (7) has a hollow structure in which a spline portion (9) is formed on an outer peripheral portion, and the output shaft (7) has a bearing at an end portion of the rectilinear shaft (21). (19, 20) is rotatably fitted, fitted with the spline portion (9) provided on the output shaft (7), and the rotary drive motor (B) is fitted through a transmission mechanism (42). ) A straight-moving / rotating actuator having a nut (8) which is driven and rotated by (1).
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