JP2012023869A - Actuator - Google Patents

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繁 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator capable of making a movable body perform a rotary motion and a linear motion, with a simple structure and has improved adaptability to apparatuses.SOLUTION: A two-axis actuator 1 includes a rotary drive unit 1a enabling a rotary motion around a shaft by a shaft 2, and a linear drive unit 1b enabling a linear motion in the axial direction of the shaft 2. The two-axis actuator 1 comprises: a turn table 3 to mount apparatuses; and a drive transmission unit 1c to transmit the linear motion of the shaft 2 to the turn table 3 without changing the motion direction, and also transmit the rotary motion of the shaft 2 to the turn table 3 after changing the direction of axis rotation by 90 degrees.

Description

本発明は、移動体に直線運動させ且つ、当該移動体に所定の回転軸の周りに回転運動させることが可能なアクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator capable of linearly moving a moving body and allowing the moving body to rotate around a predetermined rotation axis.

工作機械、組立て機械や測定器などの機器においては、ワークや工具、部品、プローブなどの移動体を直線運動させるとともに所定の回転軸に対して回転運動させることが要求される場合がある。直線運動と回転運動の両方が可能なアクチュエータとしては、リニアパルスモータとロータリパルスモータとを軸線方向に結合したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In devices such as machine tools, assembly machines, and measuring instruments, it may be required to move a moving body such as a workpiece, a tool, a component, or a probe linearly and rotationally move with respect to a predetermined rotation axis. As an actuator capable of both linear motion and rotational motion, an actuator in which a linear pulse motor and a rotary pulse motor are coupled in the axial direction is known (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、上記の公知技術においては、出力軸がその軸方向に直線運動するとともに軸回りに回転運動するものであって、その回転運動及び直線運動を直接、工作機械、組立て機械や測定器などの機器に容易に適用できる形態になっていたとは言えず、使い勝手が良くない場合があった。   However, in the above known technique, the output shaft linearly moves in the axial direction and rotates around the axis, and the rotational motion and linear motion are directly applied to machine tools, assembly machines, measuring instruments, etc. It could not be said that it was in a form that could be easily applied to equipment, and there were cases where it was not easy to use.

特開平8−237931号公報JP-A-8-237931

本発明は、上記のような不都合を解決するためになされたものであり、所定の軸回りの回転運動及び直線運動が可能で、より容易に機器に適用させることが可能なアクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described disadvantages, and provides an actuator that can be rotated and linearly moved around a predetermined axis and can be more easily applied to a device. With the goal.

上記課題を解決するための本発明は、シャフトによる軸回りの回転運動と軸方向の直線運動の両方を可能にしたアクチュエータにおいて、機器を装着可能なターンテーブルを有しており、シャフトの直線運動が運動方向を変えずにターンテーブルに伝達されるとともにシャフトの回転運動が回転軸を90度変更した上でターンテーブルに伝達されることを最大の特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a turntable on which a device can be mounted in an actuator that enables both a rotational movement around an axis by a shaft and a linear movement in the axial direction. Is transmitted to the turntable without changing the motion direction, and the maximum feature is that the rotational motion of the shaft is transmitted to the turntable after changing the rotation axis by 90 degrees.

より詳しくは、
軸回りの回転及び軸方向の直進が可能に設けられたシャフトと、
前記シャフトに軸回りの回転トルクを電磁的に作用させる回転駆動装置と、
前記シャフトに軸方向の推進力を電磁的に作用させる直線駆動装置と、を備え、
前記シャフトに、軸回りの回転運動及び軸方向の直線運動を行なわせるアクチュエータであって、
回転運動及び直線運動をさせる対象となる移動体を装着可能であり前記シャフトの軸と垂直の中心軸を有する略円板状のターンテーブルと、
前記シャフトの直線運動を運動方向を変えずに前記ターンテーブルに伝達するとともに前記シャフトの回転運動の回転軸を垂直に変更して前記ターンテーブルに伝達する駆動伝達装置と、
をさらに備えることを特徴とする。
More details
A shaft provided to be capable of rotating around an axis and linearly moving in the axial direction;
A rotational drive device that electromagnetically applies a rotational torque around the shaft to the shaft;
A linear drive device that electromagnetically applies an axial thrust to the shaft, and
An actuator that causes the shaft to perform rotational movement about an axis and linear movement in an axial direction;
A substantially disk-shaped turntable that can be mounted with a moving body that is subject to rotational movement and linear movement and has a central axis perpendicular to the axis of the shaft;
A drive transmission device that transmits the linear motion of the shaft to the turntable without changing the direction of motion, and transmits the rotational motion of the shaft to the turntable by changing the rotation axis of the shaft vertically;
Is further provided.

ここで、1本のシャフトが、そのシャフトの軸回りの回転運動とそのシャフトの軸方向
の直線運動の両方できるように構成したアクチュエータを、以下においては、2軸に対する自由度を有するという意味で2軸アクチュエータと呼ぶ。そして、工作機械、組立て機械や測定器などの実際の機器においては、移動体を直線運動させるとともに、直線運動の進行方向に垂直な回転軸の回りに前記移動体を回転させることが要求される場合が多い。本発明においては、シャフトを軸回りに回転させるとともにシャフトの軸方向に直線運動させる回転駆動装置及び直線駆動装置を用いた上で、ターンテーブルをシャフトの進行方向に垂直な軸回りに回転させることが可能となる。これにより、2軸アクチュエータをより容易に機器に適用することができ、2軸アクチュエータの適用範囲を広げることが可能となる。
Here, an actuator configured so that one shaft can perform both a rotational motion around the shaft axis and a linear motion in the axial direction of the shaft, in the following, in the sense that it has a degree of freedom with respect to two axes. This is called a biaxial actuator. In an actual device such as a machine tool, an assembly machine, or a measuring instrument, it is required to move the moving body linearly and to rotate the moving body around a rotation axis perpendicular to the traveling direction of the linear motion. There are many cases. In the present invention, the turntable is rotated around an axis perpendicular to the traveling direction of the shaft, using a rotary drive device and a linear drive device that rotate the shaft around the axis and linearly move in the axial direction of the shaft. Is possible. As a result, the biaxial actuator can be more easily applied to the device, and the application range of the biaxial actuator can be expanded.

なお、本発明において上記した課題を解決するための手段は、可能なかぎり組み合わせて用いることができる。   In the present invention, means for solving the above-described problems can be used in combination as much as possible.

本発明によれば、2軸アクチュエータを種々の機器により容易に適用して、2軸アクチュエータの回転運動及び直線運動を前記各機器における移動体に伝達することができる。   According to the present invention, the biaxial actuator can be easily applied to various devices, and the rotational motion and linear motion of the biaxial actuator can be transmitted to the moving body in each device.

本発明に係る2軸アクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of the biaxial actuator which concerns on this invention. 本発明に係る2軸アクチュエータの断面図、平面図、底面図及び側面図である。It is sectional drawing, a top view, a bottom view, and a side view of the biaxial actuator which concerns on this invention. 本発明の2軸アクチュエータにおける回転駆動部の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive part in the biaxial actuator of this invention. 本発明の回転駆動部においてハウジングを取り外した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which removed the housing in the rotational drive part of this invention. 本発明におけるスプラインナットの斜視図である。It is a perspective view of the spline nut in the present invention. 本発明の回転駆動部における永久磁石及びコイル付近を示す図である。It is a figure which shows the permanent magnet and coil vicinity in the rotation drive part of this invention. 本発明の直線駆動部の一部断面を含む斜視図である。It is a perspective view containing the partial cross section of the linear drive part of this invention. 本発明の直線駆動部における複数のコイルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the some coil in the linear drive part of this invention. 本発明の直線駆動部の作動原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the action | operation principle of the linear drive part of this invention. 本発明の2軸アクチュエータのシステム図である。It is a system diagram of the biaxial actuator of the present invention. 本発明の駆動伝達部の断面図、平面図及び側面図である。It is sectional drawing of the drive transmission part of this invention, a top view, and a side view.

以下、本発明に係る運動案内装置について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an exercise guidance device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<実施例1>
図1は本実施例における2軸アクチュエータ1の斜視図を示す。2軸アクチュエータ1はシャフト2に軸回りの回転運動と軸方向の直線運動とをさせることが可能な複合アクチュエータであり、回転駆動部1a、直線駆動部1b、駆動伝達部1cとを有している。回転駆動部1aにおいては、シャフト2に軸回りの回転トルクが作用することにより、シャフト2を軸回りに回転させることが可能となっている。また、直線駆動部1bにおいては、シャフト2には軸方向の駆動力が作用することにより、シャフト2を軸方向に直線運動させることが可能となっている。よって、回転駆動部1aと直線駆動部1bの作用によって、シャフト2が、回転運動及び直線運動を自在に行うことができる。
<Example 1>
FIG. 1 shows a perspective view of a biaxial actuator 1 in this embodiment. The biaxial actuator 1 is a composite actuator capable of causing the shaft 2 to perform a rotational motion around the axis and a linear motion in the axial direction, and includes a rotational drive unit 1a, a linear drive unit 1b, and a drive transmission unit 1c. Yes. In the rotation drive unit 1a, the shaft 2 can be rotated around the axis by the rotation torque around the axis acting on the shaft 2. Moreover, in the linear drive part 1b, when the axial driving force acts on the shaft 2, the shaft 2 can be linearly moved in the axial direction. Therefore, the shaft 2 can freely perform a rotational motion and a linear motion by the action of the rotational drive unit 1a and the linear drive unit 1b.

さらに、駆動伝達部1cにおいては、シャフト2の回転運動及び直線運動が伝達機構を介してターンテーブル3に伝達される。このターンテーブル3は、機器における移動体が装着された上で、図中直線矢印方向に直線運動可能であるとともに図中曲線矢印方向に回転可能となっている。   Furthermore, in the drive transmission part 1c, the rotational motion and linear motion of the shaft 2 are transmitted to the turntable 3 via the transmission mechanism. The turntable 3 is capable of linear movement in the direction of the straight arrow in the drawing and rotation in the direction of the curved arrow in the drawing after the moving body in the device is mounted.

図2には、本実施例における2軸アクチュエータ1の断面図と、平面図、底面図及び2
方向からの側面図を示す。図2(a)は2軸アクチュエータの断面図、図2(b)は平面図、図2(c)は底面図、図2(d)及び(e)は側面図である。図2(a)に示す断面図から分かるように、2軸アクチュエータ1のシャフト2は、回転駆動部1aにおいてシャフト2の軸回りの回転トルクが作用するスプライン軸2aと、直線駆動部1bにおいて軸方向の駆動力が作用するロッド2bとが、連結部2cにおいて結合されることで、1本のシャフト2として機能するようになっている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view, a plan view, a bottom view, and 2 of the biaxial actuator 1 in this embodiment.
A side view from the direction is shown. 2A is a cross-sectional view of the biaxial actuator, FIG. 2B is a plan view, FIG. 2C is a bottom view, and FIGS. 2D and 2E are side views. As can be seen from the cross-sectional view shown in FIG. 2 (a), the shaft 2 of the biaxial actuator 1 includes a spline shaft 2a on which the rotational torque around the axis of the shaft 2 acts in the rotational drive unit 1a, and a shaft in the linear drive unit 1b. The rod 2b on which the driving force in the direction acts is coupled at the connecting portion 2c so as to function as a single shaft 2.

次に、回転駆動部1a、直進駆動部1b、駆動伝達部1cの各々の詳細な構造について説明する。図3は、2軸アクチュエータ1における回転駆動部1aの断面図を示している。また、図4は、回転駆動部1aのうちの、シャフト2及びスプラインナット10、11及び、回転モータ4を取り出した状態の斜視図を示す。図3に示されるように、回転駆動部1aのハウジング5に回転可能に収容されたスプライン軸2aは、さらに直線運動が可能なように、2つのスプラインナット10、11と係合している。   Next, the detailed structure of each of the rotation drive unit 1a, the rectilinear drive unit 1b, and the drive transmission unit 1c will be described. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the rotation drive unit 1 a in the biaxial actuator 1. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the shaft 2 and spline nuts 10 and 11 and the rotary motor 4 are taken out of the rotation drive unit 1a. As shown in FIG. 3, the spline shaft 2 a rotatably accommodated in the housing 5 of the rotation drive unit 1 a is engaged with the two spline nuts 10 and 11 so that the linear movement is possible.

また、スプライン軸2aにおけるスプラインナット10が係合する部分とスプラインナット11が係合する部分との間には、スプライン軸2aに回転トルクを作用させるための回転モータ4が形成されている。スプラインナット10、11は、異径の円筒の組み合わせからなるナット保持部材12、13に収納され、ナット保持部材12、13と一体に回転する。ナット保持部材12、13は、各々、スプラインナット10,11における回転モータ4から遠い側が収容される第一筒状部材12a、13aと、スプラインナット10、11における回転モータ4に近い側が収容される第二筒状部材12b、13bとから構成される。   Further, a rotary motor 4 for applying a rotational torque to the spline shaft 2a is formed between a portion of the spline shaft 2a where the spline nut 10 is engaged and a portion where the spline nut 11 is engaged. The spline nuts 10 and 11 are accommodated in nut holding members 12 and 13 formed of a combination of cylinders having different diameters, and rotate integrally with the nut holding members 12 and 13. The nut holding members 12 and 13 respectively accommodate the first cylindrical members 12a and 13a in which the side farther from the rotation motor 4 in the spline nuts 10 and 11 is accommodated, and the side closer to the rotation motor 4 in the spline nuts 10 and 11. It is comprised from 2nd cylindrical member 12b, 13b.

第一筒状部材12a、13aと第二筒状部材12b、13bとは、スプラインナット10、11が挿入される比較的径の大きい大径筒部12a1、13a1、12b1、13b1と、スプライン軸2aのみが挿入される比較的径の小さい小径筒部12a2、13a2、12b2、13b2とからなる。第一筒状部材12a、13aは第二筒状部材12b、13bからスプラインナット10、11が抜けることを防止する。第二筒状部材12b、13bの小径筒状部12b2、13b2は、回転モータ4の方向に互いに延設され、その端部同士が対向するように配置されている。この小径筒状部12b2、13b2の端部同士の間には、隙間を設けてもよいし設けなくてもよい。   The first cylindrical members 12a, 13a and the second cylindrical members 12b, 13b are a large-diameter cylindrical portion 12a1, 13a1, 12b1, 13b1 into which the spline nuts 10, 11 are inserted and a spline shaft 2a. Only a small diameter cylindrical portion 12a2, 13a2, 12b2, 13b2 having a relatively small diameter. The first cylindrical members 12a and 13a prevent the spline nuts 10 and 11 from coming off from the second cylindrical members 12b and 13b. The small-diameter cylindrical portions 12b2 and 13b2 of the second cylindrical members 12b and 13b extend in the direction of the rotary motor 4 and are arranged so that the ends thereof are opposed to each other. A gap may or may not be provided between the ends of the small diameter cylindrical portions 12b2 and 13b2.

第二筒状部材12b、13bの小径筒状部12b2、13b2の端部付近の外周面には、周方向にN極及びS極の異なる磁極が交互に現れるような環状の永久磁石4bが設けられている。また、環状の永久磁石4bの外周を囲うように、複数のコイル4aがコイルの端面が永久磁石4bの外周面と対向するように配置されている。複数のコイル4aによって、位相の異なるU,V,Wの交流電流が印加される三相コイルが形成される。また、コイル4aには、コイル4aが発生させる磁界をより効率よく永久磁石4bに作用させるためのコア4cが備えられている。このコア4cは、永久磁石4bを囲う円筒状の外形を有しており、永久磁石4bの方(内周側)に向けてセンターコア4dが延設されており、コイル4aはこのセンターコア4dの周りに回巻される形で形成されている。このコア4cがハウジング5に固定されることで、コイル4aもハウジング5に対して固定されている。   An annular permanent magnet 4b is provided on the outer peripheral surface of the second cylindrical members 12b and 13b near the ends of the small-diameter cylindrical portions 12b2 and 13b2 so that magnetic poles having different N and S poles appear alternately in the circumferential direction. It has been. A plurality of coils 4a are arranged so that the end faces of the coils face the outer peripheral surface of the permanent magnet 4b so as to surround the outer periphery of the annular permanent magnet 4b. A three-phase coil to which alternating currents of U, V, and W having different phases are applied is formed by the plurality of coils 4a. The coil 4a is provided with a core 4c for causing the magnetic field generated by the coil 4a to act on the permanent magnet 4b more efficiently. The core 4c has a cylindrical outer shape surrounding the permanent magnet 4b, and a center core 4d is extended toward the permanent magnet 4b (inner peripheral side). The coil 4a is formed of the center core 4d. It is formed in the form of being wound around. By fixing the core 4 c to the housing 5, the coil 4 a is also fixed to the housing 5.

回転モータ4の複数のコイル4aに三相の交流電流を流すことにより、永久磁石4bに対して回転磁界が作用する。そして、永久磁石4bに回転トルクが作用することで、ナット保持部材12及び13が回転する。ナット保持部材12及び13が回転することにより、ナット保持部材12及び13と―体のスプラインナット10、11が回転し、さらにスプラインナット10、11に係合しているスプライン軸2aが回転する。   By flowing a three-phase alternating current through the plurality of coils 4a of the rotary motor 4, a rotating magnetic field acts on the permanent magnet 4b. And the nut holding members 12 and 13 rotate because rotational torque acts on the permanent magnet 4b. When the nut holding members 12 and 13 are rotated, the nut holding members 12 and 13 and the spline nuts 10 and 11 are rotated, and further, the spline shaft 2a engaged with the spline nuts 10 and 11 is rotated.

第一筒状部材12a,13aの小径筒状部12a2、13a2の端部付近の外側には回転ベアリング14,15が嵌めこまれている。この回転ベアリング14、15はナット保持部材12、13及びスプラインナット10,11をハウジング5に対して回転可能に支持する。回転ベアリング14,15には、例えば深溝玉軸受けが用いられる。これにより、スプライン軸2aがハウジング5に対して円滑に回転することが可能となっている。   The rotary bearings 14 and 15 are fitted on the outer sides of the first cylindrical members 12a and 13a near the ends of the small diameter cylindrical portions 12a2 and 13a2. The rotary bearings 14 and 15 support the nut holding members 12 and 13 and the spline nuts 10 and 11 rotatably with respect to the housing 5. For example, deep groove ball bearings are used for the rotary bearings 14 and 15. Thereby, the spline shaft 2a can smoothly rotate with respect to the housing 5.

図5には、スプライン軸2aに係合するスプラインナット10、11の斜視図を示す。スプライン軸2aの外周面には、長手方向に伸びる複数条のボール転走溝2cが形成されている。スプラインナット10,11の内周面にはスプライン軸2aのボール転走溝2cに対向する複数条の負荷ボール転走溝10a、11aが形成される。   In FIG. 5, the perspective view of the spline nuts 10 and 11 engaged with the spline shaft 2a is shown. A plurality of ball rolling grooves 2c extending in the longitudinal direction are formed on the outer peripheral surface of the spline shaft 2a. A plurality of load ball rolling grooves 10a and 11a are formed on the inner peripheral surfaces of the spline nuts 10 and 11 so as to face the ball rolling grooves 2c of the spline shaft 2a.

また、スプラインナット10,11には、ボール10b、11bを保持する保持器10c、11cが設けられている。保持器10c、11cには、スプラインナット10,11の負荷ボール転走溝10a,11aの条数に合わせた条数の転動体循環路として複数のボール循環路10d、11dが形成されている。   The spline nuts 10 and 11 are provided with cages 10c and 11c for holding the balls 10b and 11b. In the cages 10c and 11c, a plurality of ball circulation paths 10d and 11d are formed as rolling element circulation paths having a number corresponding to the number of load ball rolling grooves 10a and 11a of the spline nuts 10 and 11.

スプライン軸2aの外周面にボール転走溝2cを形成し、スプラインナット10,11とスプライン軸2aとの間にボール10b、11bを介在させることで、スプライン軸2aがスプラインナット10、11に対して円滑に直線運動することが可能となっている。また、スプライン軸2aの軸線に直交する方向の荷重に対する耐性を大きくすることができる。また、スプラインナット10,11に作用する回転トルクをスプライン軸2aに伝達することが可能になる。   A ball rolling groove 2c is formed on the outer peripheral surface of the spline shaft 2a, and the balls 10b and 11b are interposed between the spline nuts 10 and 11 and the spline shaft 2a. Smooth linear motion. Moreover, the tolerance with respect to the load of the direction orthogonal to the axis line of the spline shaft 2a can be enlarged. Moreover, it becomes possible to transmit the rotational torque which acts on the spline nuts 10 and 11 to the spline shaft 2a.

図6は、回転モータ4の複数の永久磁石4b及びこの永久磁石4bに対向する複数のコイル4aを示す。回転モータ4は、前述のように、複数の永久磁石4bに複数のコイル4aが対向する同期回転モータである。コイル4aは銅線を環状に巻いたものであり、長方形の枠状に形成される。本実施例においては、コイル4aの数は六個であり、二組の三相コイルが形成される。   FIG. 6 shows a plurality of permanent magnets 4b of the rotary motor 4 and a plurality of coils 4a facing the permanent magnets 4b. As described above, the rotary motor 4 is a synchronous rotary motor in which a plurality of coils 4a are opposed to a plurality of permanent magnets 4b. The coil 4a is formed by winding a copper wire in a ring shape, and is formed in a rectangular frame shape. In the present embodiment, the number of coils 4a is six, and two sets of three-phase coils are formed.

なお、回転モータ4には、シャフト2(スプライン軸2a)の回転角度を測定する磁気センサ6が隣接されている。この磁気センサ6は、永久磁石4bが回転した際の磁界の周期的変化を検出する。基板に実装された磁気センサ6は箱型の収納容器6aに収められた後、その周囲が充填剤で埋められる。この収納容器6aは止めねじによってハウジング5に固定されている。本実施例における回転駆動部1aは、上述したように、回転モータ4の複数のコイル4aに三相の交流電流を流すことにより、永久磁石4bに対して回転磁界を作用させ、シャフト2に回転トルクを電磁的に作用させる。従って、機械的な損失を少なくすることができ、より効率的にシャフト2に回転運動をさせることができる。また、装置の構造を簡単にすることができる。   The rotary motor 4 is adjacent to a magnetic sensor 6 that measures the rotation angle of the shaft 2 (spline shaft 2a). The magnetic sensor 6 detects a periodic change of the magnetic field when the permanent magnet 4b rotates. The magnetic sensor 6 mounted on the substrate is stored in a box-shaped storage container 6a, and then the periphery thereof is filled with a filler. The storage container 6a is fixed to the housing 5 with a set screw. As described above, the rotation drive unit 1a in the present embodiment causes a rotating magnetic field to act on the permanent magnet 4b by causing a three-phase alternating current to flow through the plurality of coils 4a of the rotary motor 4, and rotates the shaft 2. Torque is applied electromagnetically. Therefore, mechanical loss can be reduced and the shaft 2 can be rotated more efficiently. Moreover, the structure of the apparatus can be simplified.

次に、2軸アクチュエータ1の直線駆動部1bについて説明する。   Next, the linear drive unit 1b of the biaxial actuator 1 will be described.

図7は直線駆動部1bの斜視図(一部断面を含む)である。図7に示されるように直線駆動部1bは、全体の基板としてのベース24と、ベース24に取り付けられるリニアハウジング21と、リニアハウジング21に軸線方向に移動可能に収納された移動子としてのロッド2bと、ロッド2bに孔部を貫通させるように、ロッド2bの軸線方向に重ねられてリニアハウジング21に固定される固定子としての複数のコイル20と、を備える。   FIG. 7 is a perspective view (including a partial cross section) of the linear drive unit 1b. As shown in FIG. 7, the linear drive unit 1 b includes a base 24 as an entire board, a linear housing 21 attached to the base 24, and a rod as a mover housed in the linear housing 21 so as to be movable in the axial direction. 2b and a plurality of coils 20 as stators that are stacked in the axial direction of the rod 2b and fixed to the linear housing 21 so as to penetrate the hole through the rod 2b.

ロッド2bは、例えばステンレス等の非磁性材からなり、内部に中空空間を有する。ロッド2bの中空空間には、円柱状の複数の永久磁石2cがロッド2bの軸方向に並べられている。この永久磁石2cは円柱形の軸方向に着磁されている。そして、互いに同じ極が
対向するように、すなわちN極とN極が、S極とS極とが対向するように配列されている。永久磁石6の間には、例えば鉄等の磁性体からなるポールシュー2dが介在されている。なお、リニアハウジング21の回転駆動部1a側には先端部材25が設けられ、リニアハウジング21の回転駆動部1aとは反対側には端末部材23が設けられ、各々、回転駆動部1aと直線駆動部1bとの接続、直線駆動部1bと駆動伝達部1cとの接続の役割を負っている。また、端末部材23とリニアハウジング21との間にはセンサホルダ26が設けられ、このセンサホルダ26には磁気センサが備えられてロッド2bの軸方向の位置を検出することが可能となっている。
The rod 2b is made of a nonmagnetic material such as stainless steel and has a hollow space inside. A plurality of cylindrical permanent magnets 2c are arranged in the axial direction of the rod 2b in the hollow space of the rod 2b. The permanent magnet 2c is magnetized in a cylindrical axial direction. And it arrange | positions so that the mutually same pole may oppose, ie, N pole and N pole, and S pole and S pole may oppose. Between the permanent magnets 6, a pole shoe 2d made of a magnetic material such as iron is interposed. Note that a tip member 25 is provided on the rotation drive unit 1a side of the linear housing 21, and a terminal member 23 is provided on the opposite side of the linear housing 21 from the rotation drive unit 1a. It plays a role of connection with the part 1b and connection between the linear drive part 1b and the drive transmission part 1c. Further, a sensor holder 26 is provided between the terminal member 23 and the linear housing 21, and the sensor holder 26 is provided with a magnetic sensor so that the position of the rod 2b in the axial direction can be detected. .

図8には、コイル20及びコイル20を保持するコイルホルダ22の詳細図を示す。コイル20は銅線を円環状に巻いたもので、コイルホルダ22に保持されている。コイルホルダ22は樹脂の射出成形品であり、コイル20の配列方向に細長く伸びる板状のホルダ本体22aと、ホルダ本体22aから垂下する薄肉の複数のスペーサ部22bとから構成される。このスペーサ部22bにより、隣接するコイル20同士が絶縁される。スペーサ部22bはコイル20の正面形状と同様に円環形状に形成される。コイル20はコイルホルダ22に保持された状態で、リニアハウジング21に収容されている。   FIG. 8 shows a detailed view of the coil 20 and the coil holder 22 that holds the coil 20. The coil 20 is a copper wire wound in an annular shape and is held by a coil holder 22. The coil holder 22 is a resin injection-molded product, and is composed of a plate-like holder main body 22a that is elongated in the arrangement direction of the coils 20, and a plurality of thin spacer portions 22b that hang down from the holder main body 22a. The adjacent coils 20 are insulated from each other by the spacer portion 22b. The spacer portion 22b is formed in an annular shape like the front shape of the coil 20. The coil 20 is accommodated in the linear housing 21 while being held by the coil holder 22.

図9は、ロッド2b及びコイル20の断面図であり直線駆動部1bの動作原理を説明するための図である。複数のコイル20のうち連続して並べられた3つによってU・V・W相からなる一組の三相コイルが形成される。コイル20で形成される三相コイルに120度ずつ位相が異なる三相交流電流が流されることによって、コイル20の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。ロッド2bは移動磁界により推力を得て、移動磁界の速度と同一の速度でコイル20に対して相対的に直線運動を行う。このように、本実施例の直線駆動部1bでは、複数のコイル20で形成される三相コイルに三相交流電流が流されることによって、ロッド2bに電磁的に推力を作用させる。従って、機械的な損失を少なくすることができ、より効率的にシャフト2に直線運動をさせることができる。また、装置の構造を簡単にすることができる。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the rod 2b and the coil 20, and is a view for explaining the operating principle of the linear drive unit 1b. A set of three-phase coils composed of U, V, and W phases is formed by three of the plurality of coils 20 arranged in succession. When a three-phase alternating current having a phase difference of 120 degrees is passed through the three-phase coil formed by the coil 20, a moving magnetic field that moves in the axial direction of the coil 20 is generated. The rod 2b obtains a thrust by the moving magnetic field and performs a linear motion relative to the coil 20 at the same speed as the moving magnetic field. Thus, in the linear drive part 1b of a present Example, a three-phase alternating current is sent through the three-phase coil formed with the some coil 20, and a thrust is made to act electromagnetically on the rod 2b. Therefore, mechanical loss can be reduced, and the shaft 2 can be caused to linearly move more efficiently. Moreover, the structure of the apparatus can be simplified.

図10は、本実施例における2軸アクチュエータ1のシステム図である。このシステムは、回転駆動部1aの制御系及び直線駆動部1bの制御系から構成される。回転駆動部1aの制御系は、回転モータ4のナット保持部材10,11(シャフト2)の回転角度を検出する磁気センサ6と、磁気センサ6が出力する信号を内挿処理する角度算出回路としてのインターポレータ30と、インターポレータ30が算出した回転角の信号に基づいて回転モータ4を制御する回転モータ用ドライバ31と、から構成される。回転モータ用ドライバ31は、ナット保持部材10,11の回転角度が指令値に一致するように回転モータ4を制御する。磁気センサ6とインターポレータ30とはエンコーダケーブル32によって接続され、回転モータ4のコイル4aと回転モータ用ドライバ31の電力変換器とは動カケーブル34によって接続される。インターポレータ30及び回転モータ用ドライバ31は、制御盤33に収容される。   FIG. 10 is a system diagram of the biaxial actuator 1 in the present embodiment. This system includes a control system for the rotation drive unit 1a and a control system for the linear drive unit 1b. The control system of the rotation drive unit 1a is a magnetic sensor 6 that detects the rotation angle of the nut holding members 10 and 11 (shaft 2) of the rotary motor 4, and an angle calculation circuit that interpolates the signal output from the magnetic sensor 6. And a rotation motor driver 31 that controls the rotation motor 4 based on a rotation angle signal calculated by the interpolator 30. The rotation motor driver 31 controls the rotation motor 4 so that the rotation angles of the nut holding members 10 and 11 coincide with the command value. The magnetic sensor 6 and the interpolator 30 are connected by an encoder cable 32, and the coil 4 a of the rotary motor 4 and the power converter of the rotary motor driver 31 are connected by a dynamic cable 34. The interpolator 30 and the rotary motor driver 31 are accommodated in the control panel 33.

直線駆動部1bの制御系も同様に、直線駆動部1bのロッド2bの軸線方向の位置を検出する磁気センサ35と、磁気センサ35が出力する信号を内挿処理する位置算出回路36と、位置算出回路36が算出した位置の信号に基づいて直線駆動部1bを制御する直線駆動部用ドライバ37と、から構成される。直線駆動部用ドライバ37は、ロッド2bの位置が指令値に一致するように直線駆動部1を制御する。磁気センサ35と位置算出回路36とはエンコーダケーブル38によって接続される。直線駆動部1bのコイル20と直線駆動部用ドライバ37の電力変換器とは動カケーブル39によって接続される。位置算出回路36及び直線駆動部用ドライバ37も、インターポレータ30及び回転モータ用ドライバ31と同様、制御盤33に収容される。   Similarly, in the control system of the linear drive unit 1b, a magnetic sensor 35 that detects the position of the rod 2b of the linear drive unit 1b in the axial direction, a position calculation circuit 36 that interpolates a signal output from the magnetic sensor 35, and a position The driver 37 for linear drive part which controls the linear drive part 1b based on the signal of the position which the calculation circuit 36 calculated is comprised. The linear drive unit driver 37 controls the linear drive unit 1 so that the position of the rod 2b matches the command value. The magnetic sensor 35 and the position calculation circuit 36 are connected by an encoder cable 38. The coil 20 of the linear drive unit 1 b and the power converter of the linear drive unit driver 37 are connected by a dynamic cable 39. Similarly to the interpolator 30 and the rotary motor driver 31, the position calculation circuit 36 and the linear drive unit driver 37 are also accommodated in the control panel 33.

次に、図11を用いて本実施例の駆動伝達部1cについて説明する。図11(a)は駆動伝達部1cの正面から見た断面図、図11(b)は平面図、図11(c)及び(d)は側面図を示す。駆動伝達部1cは、回転駆動部1a及び直線駆動部1bによって駆動されるシャフト2の回転運動及び直線運動を、ターンテーブル3の回転運動及び直線運動に変換することで、2軸アクチュエータ1をより実際の機器に適用し易くし使い勝手のよいものにするための部分である。   Next, the drive transmission part 1c of a present Example is demonstrated using FIG. 11A is a cross-sectional view as seen from the front of the drive transmission unit 1c, FIG. 11B is a plan view, and FIGS. 11C and 11D are side views. The drive transmission unit 1c converts the rotary motion and linear motion of the shaft 2 driven by the rotary drive unit 1a and the linear drive unit 1b into rotational motion and linear motion of the turntable 3, thereby making the biaxial actuator 1 more It is a part that makes it easy to apply to actual equipment and makes it easy to use.

図11に示されるように、駆動伝達部1cは、装置のベース24を直線駆動部1bと共通にしている。そして、ベース24における回転駆動部1aの反対側には、第二端末部材50が設けられ、ベース24に固定されている。また、駆動伝達部1cには、直線運動案内装置51が備えられている。具体的には、案内部材としてのレール51aが、直線駆動部1bの端末部材23と、第二端末部材50との間に、シャフト2の直線運動方向と平行に渡されている。レール51aには、移動ブロック51bがレール51aに沿って直線運動可能に係合されている。   As shown in FIG. 11, the drive transmission unit 1c shares the base 24 of the apparatus with the linear drive unit 1b. A second terminal member 50 is provided on the opposite side of the base 24 to the rotation drive unit 1 a and is fixed to the base 24. The drive transmission unit 1c is provided with a linear motion guide device 51. Specifically, a rail 51a as a guide member is passed between the terminal member 23 of the linear drive unit 1b and the second terminal member 50 in parallel with the linear motion direction of the shaft 2. The moving block 51b is engaged with the rail 51a so that linear movement is possible along the rail 51a.

移動ブロック51bには、駆動伝達ベース52が固定されている。この駆動伝達ベース52は、シャフト2の回転運動及び直線運動をターンテーブル3に伝達するための各機械要素を連動させる部材である。駆動伝達ベース52は、図11中、水平に延びた平板状の移動ブロック結合部52aで移動ブロック51bに固定されている。これにより、駆動伝達ベース52が直線運動案内装置51のレール51aに沿って滑らかに移動可能となっている。   A drive transmission base 52 is fixed to the moving block 51b. The drive transmission base 52 is a member that interlocks each mechanical element for transmitting the rotational motion and linear motion of the shaft 2 to the turntable 3. In FIG. 11, the drive transmission base 52 is fixed to the moving block 51b by a flat moving block coupling portion 52a extending horizontally. As a result, the drive transmission base 52 can move smoothly along the rail 51 a of the linear motion guide device 51.

また、駆動伝達ベース52における移動ブロック結合部52aの、直線駆動部1bと反対側には、垂直下方向に延設された平板状のシャフト結合部52bが設けられている。このシャフト結合部52bには、シャフト2(ロッド2a)の端部が回転可能に結合している。具体的には、シャフト2の端部には、第一プーリ軸53aと第一プーリ53bからなる第一プーリユニット53が固定されており、第一プーリ軸53aと第一プーリ53bとが、シャフト2の運動に連動して回転及び直線運動するようになっている。駆動伝達ベース52のシャフト結合部52bは、シャフト2に結合された第一プーリ軸53aがベアリング52cを介して滑らかに回転可能に貫通しており、第一プーリ軸53aに固定された第一プーリ53bと、シャフト2の端部との間に隙間を伴って挟まれる構成となっている。すなわち、シャフト結合部52bは、シャフト2の直線運動にのみ追従する。そして、シャフト2の回転運動(及び直線運動)は、第一プーリ53bに伝達される。なお、この構成により、駆動伝達ベース52のシャフト結合部52bは、シャフト2の一端を回転可能に支持する軸受としての機能も有している。   In addition, on the opposite side of the moving block coupling portion 52a in the drive transmission base 52 from the linear drive portion 1b, a flat plate-shaped shaft coupling portion 52b extending vertically downward is provided. An end portion of the shaft 2 (rod 2a) is rotatably coupled to the shaft coupling portion 52b. Specifically, a first pulley unit 53 including a first pulley shaft 53a and a first pulley 53b is fixed to an end portion of the shaft 2, and the first pulley shaft 53a and the first pulley 53b are connected to the shaft. It is designed to rotate and linearly move in conjunction with the movement of 2. The shaft coupling portion 52b of the drive transmission base 52 has a first pulley shaft 53a coupled to the shaft 2 passing through the bearing 52c so as to be smoothly rotatable, and a first pulley fixed to the first pulley shaft 53a. 53b and the end of the shaft 2 are sandwiched with a gap. That is, the shaft coupling portion 52 b follows only the linear motion of the shaft 2. Then, the rotational motion (and linear motion) of the shaft 2 is transmitted to the first pulley 53b. With this configuration, the shaft coupling portion 52b of the drive transmission base 52 also has a function as a bearing that rotatably supports one end of the shaft 2.

駆動伝達ベース52の移動ブロック結合部52aから垂直上方に、平板状の第二プーリ支持部52dが延設されている。この第2プーリ支持部52dには、第二プーリユニット54が回転可能に支持されている。具体的には、ベアリング52eを介して第二プーリ軸54aが第二プーリ支持部52eに回転可能に支持されている。第二プーリ軸54aの直線駆動部1bと反対側には第二プーリ54bが固定されている。また、第二プーリ軸54aの直線駆動部1b側には第一ギアとしての第一傘歯車54cが固定されている。これにより、互いに同軸に固定された、第二プーリ54bと第一傘歯車54cとが、第二プーリ支持部52dに滑らかに回転可能に支持される構成となる。   A flat plate-like second pulley support portion 52 d extends vertically upward from the moving block coupling portion 52 a of the drive transmission base 52. A second pulley unit 54 is rotatably supported by the second pulley support portion 52d. Specifically, the second pulley shaft 54a is rotatably supported by the second pulley support portion 52e via the bearing 52e. A second pulley 54b is fixed on the opposite side of the second pulley shaft 54a from the linear drive portion 1b. A first bevel gear 54c as a first gear is fixed to the linear drive portion 1b side of the second pulley shaft 54a. As a result, the second pulley 54b and the first bevel gear 54c, which are fixed coaxially with each other, are configured to be smoothly and rotatably supported by the second pulley support portion 52d.

さらに、第一プーリ53bと第二プーリ54bとは、ベルト55により、互いの回転運動が伝達可能に結合されている。これにより、シャフト2の回転運動が、第一プーリ53b、ベルト55、第二プーリ54bを介して、第一傘歯車54cに伝達される。   Further, the first pulley 53b and the second pulley 54b are coupled to each other by a belt 55 so as to be able to transmit the rotational motion thereof. Thereby, the rotational motion of the shaft 2 is transmitted to the first bevel gear 54c via the first pulley 53b, the belt 55, and the second pulley 54b.

第二プーリ支持部52eの上端からは、さらに平板状のターンテーブル支持部52fが
、直線駆動部1b側に水平に延設されている。このターンテーブル支持部52fには、ターンテーブルユニット56が回転可能に支持されている。具体的には、ターンテーブル支持部52fには、ベアリング52gを介して、ターンテーブル軸56aが滑らかに回転可能に支持されている。ターンテーブル軸56aの上端にはターンテーブル3が同軸に固定されている。また、ターンテーブル軸56aの下端には第二ギアとしての第二傘歯車56bが固定されている。この第二傘歯車56bは、第一傘歯車54cと噛みあっており、第一傘歯車54cの回転が第二傘歯車56bを介して、ターンテーブル3に伝達されるようになっている。
From the upper end of the second pulley support portion 52e, a flat plate-like turntable support portion 52f extends horizontally toward the linear drive portion 1b. A turntable unit 56 is rotatably supported by the turntable support portion 52f. Specifically, a turntable shaft 56a is supported on the turntable support portion 52f via a bearing 52g so as to be smoothly rotatable. The turntable 3 is coaxially fixed to the upper end of the turntable shaft 56a. A second bevel gear 56b as a second gear is fixed to the lower end of the turntable shaft 56a. The second bevel gear 56b meshes with the first bevel gear 54c, and the rotation of the first bevel gear 54c is transmitted to the turntable 3 via the second bevel gear 56b.

以上、説明した駆動伝達部1cにより、シャフト2の回転運動及び直線運動をターンテーブル3に伝達することが可能である。また、その際に、シャフト2の軸回りの回転運動を、シャフト2とは90度異なる回転軸を有するターンテーブル3の回転運動に変換することが可能である。なお、本実施例の第一傘歯車54cは、シャフト2の軸方向と平行の回転軸を有しており、第二傘歯車56bは、シャフト2の軸方向と垂直な回転軸を有している。そして、第一傘歯車54cと第二傘歯車56bとが互いに噛みあって回転運動を伝達することで、シャフト2の軸回りの回転運動をターンテーブル3に伝達する。従って、より簡単な機構でより確実に、シャフト2の軸回りの回転運動を、シャフト2とは90度異なる回転軸を有するターンテーブル3の回転運動に変換することができる。   As described above, the rotational transmission and linear movement of the shaft 2 can be transmitted to the turntable 3 by the drive transmission unit 1c described above. At that time, the rotational motion around the axis of the shaft 2 can be converted into the rotational motion of the turntable 3 having a rotational axis that is 90 degrees different from that of the shaft 2. The first bevel gear 54c of the present embodiment has a rotation axis parallel to the axial direction of the shaft 2, and the second bevel gear 56b has a rotation axis perpendicular to the axial direction of the shaft 2. Yes. Then, the first bevel gear 54 c and the second bevel gear 56 b mesh with each other to transmit the rotational motion, thereby transmitting the rotational motion around the axis of the shaft 2 to the turntable 3. Therefore, the rotational motion around the axis of the shaft 2 can be more reliably converted into the rotational motion of the turntable 3 having a rotational axis different from that of the shaft 2 by a simpler mechanism.

また、本実施例では、シャフト2の回転運動が、第一プーリ53b、ベルト55、第二プーリ54bを介して、第一傘歯車54cに伝達されることとしたので、バックラッシュによる回転運動の伝達時の誤差を低減し、シャフト2の回転運動をより正確に第一傘歯車54cに伝達することができる。なお、駆動伝達部1cの各機械要素におけるガタ、バックラッシュ等については、ターンテーブル3に装着される移動体に求められる位置精度に応じて適宜調整される。   In the present embodiment, the rotational motion of the shaft 2 is transmitted to the first bevel gear 54c via the first pulley 53b, the belt 55, and the second pulley 54b. The error during transmission can be reduced, and the rotational motion of the shaft 2 can be transmitted to the first bevel gear 54c more accurately. Note that play, backlash, and the like in each mechanical element of the drive transmission unit 1c are appropriately adjusted according to the positional accuracy required for the moving body mounted on the turntable 3.

本実施例に示した2軸アクチュエータ1においては、スプライン軸2aとロッド2bとが一体化したシャフト2に対して、回転トルク及び直線運動の推進力を電磁的に作用させるため、回転運動を行なうアクチュエータと直線運動を行なうアクチュエータを別個に設ける必要がなく、装置全体としての構造を簡単にすることができる。 また、本実施例に示した2軸アクチュエータ1においては、回転駆動部1aと直線駆動部1bとが、シャフト2の軸方向に直列に配置されている。従って、例えば、直線運動を行なうアクチュエータによって直進する部材に、回転運動を行なうアクチュエータを載置させるような積載構造をとる必要がないので、装置全体として必要な負荷を低減することができ、消費電力や装置サイズを小さくし、コストを低減することができる。   In the biaxial actuator 1 shown in the present embodiment, rotational motion and propulsive force of linear motion are electromagnetically applied to the shaft 2 in which the spline shaft 2a and the rod 2b are integrated, so that rotational motion is performed. It is not necessary to provide an actuator and an actuator that performs linear motion separately, and the structure of the entire apparatus can be simplified. Further, in the biaxial actuator 1 shown in the present embodiment, the rotational drive unit 1 a and the linear drive unit 1 b are arranged in series in the axial direction of the shaft 2. Therefore, for example, it is not necessary to adopt a loading structure in which an actuator that performs rotational movement is mounted on a member that moves straight by an actuator that performs linear movement, so that the load required for the entire apparatus can be reduced and power consumption can be reduced. The device size can be reduced and the cost can be reduced.

また、本実施例においては、シャフト2の直線運動及び回転運動を、第1プーリユニット53から第2プーリユニット54へと上方に伝達し、さらに、第1プーリユニット53及び第2プーリユニット54より回転駆動部1a側にあるターンテーブルユニット56に折り返して伝達しているため、装置全体の長さを短くすることができる。また、駆動伝達部1cによって、シャフト2の軸回りの回転運動をターンテーブル3の水平方向の回転に変換しているため、2軸アクチュエータを生産装置や測定装置など実際の機器により容易に適用することが可能となる。   In this embodiment, the linear motion and rotational motion of the shaft 2 are transmitted upward from the first pulley unit 53 to the second pulley unit 54, and further from the first pulley unit 53 and the second pulley unit 54. Since the signal is transmitted back to the turntable unit 56 on the rotation drive unit 1a side, the overall length of the apparatus can be shortened. Moreover, since the rotational movement around the axis of the shaft 2 is converted into the horizontal rotation of the turntable 3 by the drive transmission unit 1c, the two-axis actuator can be easily applied to actual equipment such as a production apparatus and a measurement apparatus. It becomes possible.

なお、上記の実施例において、回転駆動部1aは回転駆動装置に相当する。直線駆動部1bは直線駆動装置に相当する。駆動伝達部1cは駆動伝達装置に相当する。また、上記の実施例においては、第一ギアと第二ギアの組み合わせとして第一傘歯車54cと第二傘歯車56bとの組み合わせを用いたが、この組み合わせは上記に限られない。例えば、ハイポイドギアの組み合わせを用いてもよいし、ウォームとウォームホイールの組み合わせであるウォームギアを用いてもよい。   In the above embodiment, the rotation drive unit 1a corresponds to a rotation drive device. The linear drive unit 1b corresponds to a linear drive device. The drive transmission unit 1c corresponds to a drive transmission device. In the above embodiment, the combination of the first bevel gear 54c and the second bevel gear 56b is used as the combination of the first gear and the second gear, but this combination is not limited to the above. For example, a combination of hypoid gears may be used, or a worm gear that is a combination of a worm and a worm wheel may be used.

また、上記の実施例においては、シャフト2の回転運動が、第一プーリ53b、ベルト55、第二プーリ54bを介して、第一傘歯車54cに伝達されることとしたが、シャフト2の回転運動を第一傘歯車(第一ギア)に伝達する方法はこれに限られない。シャフト2の端部に直接第一ギアを取り付けてもよいし、他のギアを用いて伝達しても構わない。   In the above embodiment, the rotational motion of the shaft 2 is transmitted to the first bevel gear 54c via the first pulley 53b, the belt 55, and the second pulley 54b. The method of transmitting the motion to the first bevel gear (first gear) is not limited to this. You may attach a 1st gear directly to the edge part of the shaft 2, and you may transmit using another gear.

また、上記の実施例においては、回転駆動部1a、直線駆動部1b、駆動伝達部1cがシャフト2の軸方向に直列に配置された例について説明したが、回転駆動部1a、直線駆動部1b、駆動伝達部1cの位置関係は適宜変更しても構わない。例えば、回転駆動部1aを直線駆動部1bの上に載置する形とし、スプライン軸2aとロッド2bとをプーリとベルトで連結するようにしても構わない。また、ギアなど他の機構を用いてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the rotation drive unit 1a, the linear drive unit 1b, and the drive transmission unit 1c are arranged in series in the axial direction of the shaft 2 has been described. However, the rotation drive unit 1a and the linear drive unit 1b are described. The positional relationship of the drive transmission unit 1c may be changed as appropriate. For example, the rotary drive unit 1a may be placed on the linear drive unit 1b, and the spline shaft 2a and the rod 2b may be connected by a pulley and a belt. Further, other mechanisms such as a gear may be used.

1・・・2軸アクチュエータ、1a・・・回転駆動部、1b・・・直線駆動部、1c・・・駆動伝達部、2・・・シャフト、2a・・・スプライン軸、2b・・・ロッド、3・・・ターンテーブル、4・・・回転モータ、5・・・ハウジング、6・・・磁気センサ、7 ケージ、10,11・・・スプラインナット、12,13・・・ナット保持部材、20・・・コイル、22・・・コイルホルダ、51・・・運動案内装置、52・・・駆動伝達ベース、53・・・第一プーリユニット、54・・・第二プーリユニット、55・・・ベルト、56・・・ターンテーブルユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Biaxial actuator, 1a ... Rotary drive part, 1b ... Linear drive part, 1c ... Drive transmission part, 2 ... Shaft, 2a ... Spline shaft, 2b ... Rod DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Turntable, 4 ... Rotary motor, 5 ... Housing, 6 ... Magnetic sensor, 7 Cage, 10, 11 ... Spline nut, 12, 13 ... Nut holding member, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Coil, 22 ... Coil holder, 51 ... Motion guide apparatus, 52 ... Drive transmission base, 53 ... 1st pulley unit, 54 ... 2nd pulley unit, 55 ...・ Belt, 56 ... Turntable unit

Claims (6)

軸回りの回転及び軸方向の直進が可能に設けられたシャフトと、
前記シャフトに軸回りの回転トルクを電磁的に作用させる回転駆動装置と、
前記シャフトに軸方向の推進力を電磁的に作用させる直線駆動装置と、を備え、
前記シャフトに、軸回りの回転運動及び軸方向の直線運動を行なわせるアクチュエータであって、
回転運動及び直線運動をさせる対象となる移動体を装着可能であり前記シャフトの軸と垂直の中心軸を有する略円板状のターンテーブルと、
前記シャフトの直線運動を運動方向を変えずに前記ターンテーブルに伝達するとともに前記シャフトの回転運動の回転軸を垂直に変更して前記ターンテーブルに伝達する駆動伝達装置と、
をさらに備えることを特徴とするアクチュエータ。
A shaft provided to be capable of rotating around an axis and linearly moving in the axial direction;
A rotational drive device that electromagnetically applies a rotational torque around the shaft to the shaft;
A linear drive device that electromagnetically applies an axial thrust to the shaft, and
An actuator that causes the shaft to perform rotational movement about an axis and linear movement in an axial direction;
A substantially disk-shaped turntable that can be mounted with a moving body that is subject to rotational movement and linear movement and has a central axis perpendicular to the axis of the shaft;
A drive transmission device that transmits the linear motion of the shaft to the turntable without changing the direction of motion, and transmits the rotational motion of the shaft to the turntable by changing the rotation axis of the shaft vertically;
An actuator further comprising:
前記回転駆動装置、直線駆動装置及び駆動伝達装置は、前記シャフトの軸方向に直列に配置されたことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, wherein the rotation driving device, the linear driving device, and the drive transmission device are arranged in series in an axial direction of the shaft. 前記駆動伝達装置は、
前記シャフトの軸方向と平行の回転軸を有するとともに前記シャフトの回転運動が伝達される第一ギアと、
前記シャフトの軸方向と垂直な回転軸を有するとともに前記ターンテーブルに回転運動を伝達する第二ギアと、
を有し、
前記第一ギアと前記第二ギアが互いに噛みあって回転運動を伝達することで、前記シャフトの軸回りの回転運動を前記ターンテーブルに伝達することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。
The drive transmission device is
A first gear having a rotational axis parallel to the axial direction of the shaft and to which the rotational motion of the shaft is transmitted;
A second gear having a rotational axis perpendicular to the axial direction of the shaft and transmitting rotational motion to the turntable;
Have
3. The rotary motion around the shaft of the shaft is transmitted to the turntable by the first gear and the second gear meshing with each other to transmit the rotational motion. 4. Actuator.
前記シャフトから前記第一ギアへの回転運動の伝達は、
前記シャフトと同軸に設けられた第一プーリと、
前記第一ギアに同軸に設けられた第二プーリと、
前記第一プーリ及び第二プーリの間に掛けられたベルトと、によって行われることを特徴とする請求項3に記載のアクチュエータ。
Transmission of rotational motion from the shaft to the first gear is
A first pulley provided coaxially with the shaft;
A second pulley provided coaxially with the first gear;
The actuator according to claim 3, wherein the actuator is performed by a belt hung between the first pulley and the second pulley.
前記回転駆動装置は、
前記シャフトの周方向にN極及びS極の磁極が交互に形成されるように設けられた複数の永久磁石と、
前記シャフトを周方向に囲うように並べられるとともに前記複数の永久磁石と対向するように固定された複数のコイルと、
を有し、
前記複数のコイルに通電することで回転磁界を発生させることにより、前記シャフトに軸回りの回転トルクを作用させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
The rotational drive device is
A plurality of permanent magnets provided so that N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the circumferential direction of the shaft;
A plurality of coils arranged so as to surround the shaft in the circumferential direction and fixed so as to face the plurality of permanent magnets;
Have
5. The actuator according to claim 1, wherein a rotational torque around the shaft is applied to the shaft by generating a rotating magnetic field by energizing the plurality of coils. 6.
前記直線駆動装置は、
前記シャフトの内部に軸方向に着磁された複数の永久磁石と、
前記シャフトが中央部の空間を貫通するように前記シャフトの軸線方向に配列された複数のコイルと、を有し、
前記複数の永久磁石のうち隣り合う永久磁石は互いに同極どうしが対向するように配列され、
前記複数のコイルに通電することで移動磁界を発生させることにより前記シャフトに軸
方向の推進力を作用させることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
The linear drive device is:
A plurality of permanent magnets magnetized in the axial direction inside the shaft;
A plurality of coils arranged in the axial direction of the shaft so that the shaft penetrates the space of the central portion,
Adjacent permanent magnets among the plurality of permanent magnets are arranged so that the same poles face each other,
The actuator according to claim 1, wherein an axial driving force is applied to the shaft by generating a moving magnetic field by energizing the plurality of coils.
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