JP2016041013A - Actuator with linear motion guide mechanism - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator with a linear motion guide mechanism in which a sensor for detecting a rotating position of a shaft can be provided at an end portion of a housing in an axial line direction, and a scale can be prevented from being prolonged equal to or more than a stroke of the shaft.SOLUTION: A hollow end portion 10c-2 of a rotor 4, in an axial line direction, supported by bearings 14a and 14b is projected from the inside of a housing 2 to the outside in the axial line direction from the bearings 14a and 14b. A rotating position of the end portion 10c-2 of the rotor 4 projected from the bearings 14a and 14b can be detected by a sensor 27 provided in the housing 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、軸を直線運動可能に案内すると共に、当該軸を軸線の回りに回転させる直線運動案内機構付アクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator with a linear motion guide mechanism that guides a shaft so as to be linearly movable and rotates the shaft around an axis.

例えば、基板に電子部品を実装するチップマウンタのヘッド軸には、吸着パッドをZ軸方向に移動させ、かつ吸着パッドをZ軸の回りのθ方向に回転させる直線・回転複合アクチュエータ(言い換えればZ・θアクチュエータ)が組み込まれる。吸着パッドをZ軸方向へ移動させることによって、基板の表面に電子部品を載せることが可能になり、吸着パッドをθ方向へ回転させることによって、電子部品の回転位置を位置決めすることが可能になる。この種の直線・回転複合アクチュエータは、チップマウンタだけでなく、移動体をZ軸方向へ移動させかつθ方向に回転させるロボットに広く利用されている。   For example, on the head axis of a chip mounter that mounts electronic components on a substrate, a linear / rotary compound actuator (in other words, Z) that moves the suction pad in the Z-axis direction and rotates the suction pad in the θ direction around the Z-axis.・ Theta actuator is incorporated. By moving the suction pad in the Z-axis direction, an electronic component can be placed on the surface of the substrate, and by rotating the suction pad in the θ direction, the rotational position of the electronic component can be positioned. . This type of linear / rotary combined actuator is widely used not only for chip mounters but also for robots that move a moving body in the Z-axis direction and rotate it in the θ direction.

直線・回転複合アクチュエータは、軸を直線運動させるリニアモータと、軸を直線運動可能に回転させる回転モータ(以降、直線運動案内機構付アクチュエータという)とを組み合わせることで構成される(特許文献1参照)。直線運動案内機構付アクチュエータは、軸をスプラインナットで直線運動可能に支持すると共に、スプラインナットを回転させることによって当該軸を軸線の回りにθ方向に回転させる。直線運動可能な軸にはリニアモータが直列又は並列に連結される。リニアモータを作動させることによって、軸をZ軸方向に移動させることができる。   The combined linear / rotary actuator is configured by combining a linear motor that linearly moves a shaft and a rotary motor that rotates the shaft so that the shaft can linearly move (hereinafter referred to as an actuator with a linear motion guide mechanism) (see Patent Document 1). ). The linear motion guide mechanism-equipped actuator supports the shaft by a spline nut so that the shaft can move linearly, and rotates the spline nut to rotate the shaft around the axis in the θ direction. A linear motor is connected in series or in parallel to a linearly movable shaft. By operating the linear motor, the shaft can be moved in the Z-axis direction.

直線運動案内機構付アクチュエータの軸の一端には、吸着パッド等の移動体が取り付けられる。移動体の回転位置をθ方向に位置決めするためには、軸の回転位置をセンサによって検出する必要がある。従来の直線運動案内機構付アクチュエータにあっては、ハウジングにロータのマグネットの磁界を計測する磁気センサを設け、磁気センサからロータの回転に伴ってπ/2だけ位相がずれたA,B2相信号を得ることによって、ロータの回転角度を検出していた。軸の回転角度とロータの回転角度は一致するので、ロータの回転角度を検出することによって軸の回転角度を検出することが可能になる。なお、移動体のZ軸方向の位置決めはリニモータ側にリニアエンコーダを設けることによってなされていた。   A moving body such as a suction pad is attached to one end of the shaft of the actuator with the linear motion guide mechanism. In order to position the rotational position of the moving body in the θ direction, the rotational position of the shaft needs to be detected by a sensor. In a conventional actuator with a linear motion guide mechanism, a magnetic sensor for measuring the magnetic field of the rotor magnet is provided in the housing, and A and B two-phase signals that are out of phase by π / 2 with the rotation of the rotor from the magnetic sensor. Thus, the rotation angle of the rotor was detected. Since the rotation angle of the shaft matches the rotation angle of the rotor, the rotation angle of the shaft can be detected by detecting the rotation angle of the rotor. In addition, the positioning of the moving body in the Z-axis direction is performed by providing a linear encoder on the linear motor side.

国際公開WO2010/038570号International Publication WO2010 / 038570

近年、直線運動案内機構付アクチュエータの小型化の観点から、またセンサの取り付け易さの観点からセンサを直線運動案内機構付アクチュエータのハウジングの軸線方向の端部に設けることが要請されている。   In recent years, from the viewpoint of miniaturization of an actuator with a linear motion guide mechanism and from the viewpoint of ease of mounting of the sensor, it is required to provide a sensor at an end portion in the axial direction of the housing of the actuator with a linear motion guide mechanism.

しかし、この要請からハウジングの軸線方向の端部にセンサを設けると、ハウジングの端部のセンサで軸の回転位置を検出する必要がある。直線運動案内機構付アクチュエータの軸は軸線方向にストロークするので、センサと協働するスケールの長さを軸のストローク以上に長くしなければならず、スケールが長くなるという新たな課題が生ずる。   However, if a sensor is provided at the end of the housing in the axial direction from this requirement, it is necessary to detect the rotational position of the shaft by the sensor at the end of the housing. Since the shaft of the actuator with the linear motion guide mechanism strokes in the axial direction, the length of the scale that cooperates with the sensor must be longer than the stroke of the shaft, and a new problem arises that the scale becomes longer.

そこで、本発明は、ハウジングの軸線方向の端部に軸の回転位置を検出するセンサを設けることができ、また軸のストローク以上にスケールが長くなるのを防止できる直線運動案内機構付アクチュエータを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an actuator with a linear motion guide mechanism that can be provided with a sensor that detects the rotational position of the shaft at the axial end portion of the housing, and that can prevent the scale from becoming longer than the stroke of the shaft. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、スプラインナットに案内されて軸線方向に直線運動し、軸線方向に伸びるスプライン溝を有する軸と、モータのロータ部が設けられると共に、前記スプラインナットと一緒に回転する中空のロータと、モータのステータ部が設けられるハウジングと、前記ハウジングの軸線方向の端部に設けられ、前記中空のロータが軸線の回りを回転するのを案内する軸受と、を備え、前記モータが前記ロータを軸線の回りに回転させることによって、前記軸が軸線の回りを回転する直線運動案内機構付アクチュエータにおいて、前記ロータの、前記軸受に支持される軸線方向の中空の端部を、前記ハウジングの内側から外側に向かって前記軸受から軸線方向に突出させ、センサによって、前記軸受から突出する前記ロータの端部の回転位置を検出することを可能とする直線運動案内機構付アクチュエータである。   In order to solve the above-described problem, an aspect of the present invention includes a shaft having a spline groove that is guided by a spline nut and linearly moves in an axial direction and extends in the axial direction, a rotor portion of a motor, and the spline. A hollow rotor that rotates together with the nut, a housing in which a stator portion of the motor is provided, and a bearing that is provided at an axial end of the housing and guides the rotation of the hollow rotor around the axis. In the actuator with a linear motion guide mechanism in which the shaft rotates around the axis by the motor rotating the rotor around the axis, a hollow in the axial direction supported by the bearing of the rotor is provided. The end portion of the housing protrudes axially from the bearing from the inside to the outside of the housing, and protrudes from the bearing by the sensor. An actuator with linear motion guide mechanism making it possible to detect the rotational position of the end of the rotor that.

本発明によれば、ロータの端部をハウジングの軸線方向の端部に設けられる軸受から軸線方向に突出させ、ロータの端部の回転位置を検出するようにしたので、ハウジングの軸線方向の端部に軸の回転位置を検出するセンサを設けることができる。また軸のストローク以上にスケールが長くなるのを防止できる。   According to the present invention, the end of the rotor is protruded in the axial direction from the bearing provided at the end of the housing in the axial direction, and the rotational position of the end of the rotor is detected. A sensor for detecting the rotational position of the shaft can be provided in the part. Further, it is possible to prevent the scale from becoming longer than the stroke of the shaft.

本発明の第一の実施形態における直線運動案内機構付アクチュエータの軸線に沿った断面図Sectional drawing along the axis line of the actuator with a linear motion guide mechanism in 1st embodiment of this invention 直線運動案内機構付アクチュエータのロータの平面図Plan view of rotor of actuator with linear motion guide mechanism ロータ部の斜視図Perspective view of rotor part ロータ部の断面図Cross section of the rotor 第一のキャップの斜視図Perspective view of the first cap 図1のVI部拡大図Figure VI enlarged view スプインナットの斜視図(一部断面図を含む)A perspective view of a spin nut (including a partial cross-sectional view) 回転モータの制御装置の構成図Rotation motor control device configuration diagram インターポレータの構成図Interpolator configuration diagram ルックアップテーブルメモリのメモリ構成図Memory configuration diagram of lookup table memory 本発明の第二の実施形態における直線運動案内機構付アクチュエータの軸線に沿った断面図Sectional drawing along the axis line of the actuator with a linear motion guide mechanism in 2nd embodiment of this invention 本発明の第二の実施形態における直線運動案内機構付アクチュエータの一部拡大断面図The partially expanded sectional view of the actuator with a linear motion guide mechanism in 2nd embodiment of this invention.

添付図面に基づいて本発明の第一の実施形態における直線運動案内機構付アクチュエータを詳細に説明する。図1は本発明の第一の実施形態における直線運動案内機構付アクチュエータの軸1の軸線に沿った断面図を示す。この直線運動案内機構付アクチュエータは、軸1を直線運動可能に案内すると共に、当該軸1を軸線の回りに回転させる。軸1の一端には、図示しないリニアモータ等が接続される。軸1の軸線方向の移動量は図示しないリニアモータ等によって制御される。   The actuator with a linear motion guide mechanism in the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view taken along the axis of a shaft 1 of an actuator with a linear motion guide mechanism in a first embodiment of the present invention. The actuator with a linear motion guide mechanism guides the shaft 1 so as to be capable of linear motion, and rotates the shaft 1 around the axis. A linear motor or the like (not shown) is connected to one end of the shaft 1. The movement amount of the shaft 1 in the axial direction is controlled by a linear motor or the like (not shown).

直線運動案内機構付アクチュエータの全体の構成は以下のとおりである。ハウジング2の軸線方向の中央には、ステータ部3及びロータ部8を備える回転モータ5が配置される。回転モータ5のステータ部3はコイル6を備え、ハウジング2に結合される。   The overall configuration of the actuator with the linear motion guide mechanism is as follows. In the center of the housing 2 in the axial direction, a rotary motor 5 including a stator portion 3 and a rotor portion 8 is disposed. The stator portion 3 of the rotary motor 5 includes a coil 6 and is coupled to the housing 2.

回転モータ5の中空のロータ部8はマグネット7を備える。ロータ部8の左右方向の両端部には、スプラインナット12a,12bを包む第一及び第二のキャップ10,9が一体的に結合される。ロータ4は、ロータ部8、一対の第一及び第二のキャップ10,9によって構成される。中空のロータ4の回転運動は、一対のスプラインナット12a,12bの外側でハウジング2の左右方向の両端部に設けられる一対の軸受14a,14bによって案内される。なお、実際には軸1は垂直方向に配置されることが多いが、説明の便宜上、軸1を水平方向に配置したと仮定し、水平方向を左右方向と定義する。   The hollow rotor portion 8 of the rotary motor 5 includes a magnet 7. First and second caps 10 and 9 that enclose the spline nuts 12a and 12b are integrally coupled to both ends of the rotor portion 8 in the left-right direction. The rotor 4 includes a rotor portion 8 and a pair of first and second caps 10 and 9. The rotational movement of the hollow rotor 4 is guided by a pair of bearings 14a and 14b provided at both ends in the left and right direction of the housing 2 outside the pair of spline nuts 12a and 12b. In practice, the axis 1 is often arranged in the vertical direction, but for convenience of explanation, it is assumed that the axis 1 is arranged in the horizontal direction, and the horizontal direction is defined as the left-right direction.

左右一対のスプラインナット12a,12bには、軸1が軸線方向に直線運動可能に嵌められる。軸1の直線運動は一対のスプラインナット12a,12bによって案内される。   The shaft 1 is fitted to the pair of left and right spline nuts 12a and 12b so as to be linearly movable in the axial direction. The linear motion of the shaft 1 is guided by a pair of spline nuts 12a and 12b.

回転モータ5が中空のロータ4を回転させると、中空のロータ4と一体化されたスプラインナット12a,12bが軸線の回りを中空のロータ4と一緒に回転する。スプラインナット12a,12bが回転すると、スプラインナット12a,12bに回転不能に係合する軸1が軸線の回りを回転する。スプラインナット12a,12bは軸1が軸線方向に直線運動するのを許容するので、軸1は直線運動可能な状態で軸線の回りを回転する。なお、中空のロータ4とスプラインナット12a,12bとは軸線の回りを一緒に回転すればよく、中空のロータ4に対してスプラインナット12a,12bが軸線方向に直線運動できるようにしてもよい。   When the rotary motor 5 rotates the hollow rotor 4, the spline nuts 12 a and 12 b integrated with the hollow rotor 4 rotate around the axis together with the hollow rotor 4. When the spline nuts 12a and 12b rotate, the shaft 1 that is non-rotatably engaged with the spline nuts 12a and 12b rotates around the axis. Since the spline nuts 12a and 12b allow the shaft 1 to linearly move in the axial direction, the shaft 1 rotates around the axis while being linearly movable. The hollow rotor 4 and the spline nuts 12a and 12b may be rotated together around the axis, and the spline nuts 12a and 12b may be linearly moved in the axial direction with respect to the hollow rotor 4.

直線運動案内機構付アクチュエータの各部の詳細な構成は以下のとおりである。軸1は中空に形成される。軸1の外周面には軸線方向に伸びる複数本のスプライン溝1a(図7参照)が形成される。軸1のスプライン溝1aには、スプラインナット12a,12bに組み込まれる転動体としての多数のボールがスプライン溝1aに沿って転がり運動可能に嵌まる。軸1とスプラインナット12a,12bとは軸線の回りを回転不能に係合していて、スプラインナット12a,12bの回転に伴って軸1が軸線の回りを回転するようになっている。軸1の長手方向の両端部はハウジング2から突出する。軸1の一端部には吸着パッド、図示しない工具等の移動体が取り付けられ、軸1の他端部には図示しないリニアモータ等が連結される。   The detailed configuration of each part of the actuator with the linear motion guide mechanism is as follows. The shaft 1 is formed hollow. A plurality of spline grooves 1 a (see FIG. 7) extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the shaft 1. A large number of balls as rolling elements incorporated in the spline nuts 12a and 12b are fitted in the spline groove 1a of the shaft 1 so as to be capable of rolling along the spline groove 1a. The shaft 1 and the spline nuts 12a and 12b are non-rotatably engaged around the axis, and the shaft 1 rotates around the axis along with the rotation of the spline nuts 12a and 12b. Both ends of the shaft 1 in the longitudinal direction protrude from the housing 2. A moving body such as a suction pad and a tool (not shown) is attached to one end of the shaft 1, and a linear motor (not shown) is connected to the other end of the shaft 1.

ハウジング2は細長い直方体形状に形成される。ハウジング2の内部には軸線方向に細長い円筒状の空間が形成される。ハウジング2の空間の長さ方向の中央には回転モータ5が収容される。回転モータ5は中空モータである。ハウジング2には回転モータ5のステータ部3が結合される。ステータ部3は、ロータ部8の多数のマグネットに磁気的なすきまを空けて対向する円筒形状のヨークと、ヨークから半径方向の内側に突出する多数のコア21と、多数のコア21に巻かれる多数のコイル6と、を備える。コイル6はU,V,W相からなる三相コイルから構成される。コイル6に三相交流電流を流すと、ステータ部3に回転磁界が発生し、ステータ部3の回転磁界とマグネット7の磁界との相互作用によってロータ4が回転する。   The housing 2 is formed in an elongated rectangular parallelepiped shape. A cylindrical space elongated in the axial direction is formed inside the housing 2. A rotary motor 5 is accommodated in the center in the length direction of the space of the housing 2. The rotary motor 5 is a hollow motor. The housing 2 is coupled to the stator portion 3 of the rotary motor 5. The stator section 3 is wound around a large number of magnets of the rotor section 8 facing each other with a magnetic clearance, a large number of cores 21 projecting radially inward from the yoke, and a large number of cores 21. A number of coils 6. The coil 6 is composed of a three-phase coil composed of U, V, and W phases. When a three-phase alternating current is passed through the coil 6, a rotating magnetic field is generated in the stator unit 3, and the rotor 4 is rotated by the interaction between the rotating magnetic field of the stator unit 3 and the magnetic field of the magnet 7.

図1に示すように、ハウジング2の長さ方向の両端部には、中空のロータ4が回転するのを案内する一対の軸受14a,14bが設けられる。一対の軸受は、一対のスプラインナット12a,12bの軸線方向の外側に配置される。軸受14a,14bは、内輪、外輪、及び内輪と外輪との間に介在される転動体としてボールを備える。軸受をハウジング2に軸線方向に位置決めできるように、軸受14a,14bの外輪にはフランジが形成される。   As shown in FIG. 1, a pair of bearings 14 a and 14 b that guide the rotation of the hollow rotor 4 are provided at both ends in the length direction of the housing 2. The pair of bearings are disposed outside the pair of spline nuts 12a and 12b in the axial direction. The bearings 14a and 14b include balls as rolling elements interposed between the inner ring, the outer ring, and the inner ring and the outer ring. A flange is formed on the outer ring of the bearings 14a and 14b so that the bearing can be positioned in the axial direction in the housing 2.

図2に示すように、ロータ4は、多数のマグネットが設けられる中央の円筒状のロータ部8と、ロータ部8の左右の両端部に結合される一対の第二のキャップ9と、一対の第二のキャップ9の左右の外側に結合される一対の第一のキャップ10と、を備える。ロータ部8に結合される第一のキャップ10及び第二のキャップ9はスプラインナット12a,12bを包む。ロータ部8を挟んで左右に配置される一対のスプラインナット12a,12b並びに一対の第一及び第二のキャップ10,9は左右対称である。   As shown in FIG. 2, the rotor 4 includes a central cylindrical rotor portion 8 provided with a large number of magnets, a pair of second caps 9 coupled to the left and right ends of the rotor portion 8, and a pair of A pair of first caps 10 coupled to the left and right outer sides of the second cap 9. The first cap 10 and the second cap 9 coupled to the rotor portion 8 enclose the spline nuts 12a and 12b. The pair of spline nuts 12a, 12b and the pair of first and second caps 10, 9 arranged on the left and right sides of the rotor portion 8 are symmetrical.

図3はロータ部8の斜視図を示す。ロータ部8は円筒形状に形成される。ロータ部8には軸線方向の両端部を除いてロータ部8の軸線方向に細長い複数の(例えば8個の)マグネット7が貼り付けられる。ロータ部8の両端部には、ロータ部8に対して第二のキャップ9を回転方向に位置決めするための基準凹部8aが形成される。第一のキャップ10と第二のキャップ9とは回転方向に位置決めされているので、ロータ部8と第一のキャップ10とが回転方向に位置決めされている。詳しくは後述するが、ロータ部8のマグネット7と第一のキャップ10のセンサードグ10c−2(図5参照)の両方を利用してZ相信号を出力するので、ロータ部8と第一のキャップ10を回転方向に位置決めする必要がある。   FIG. 3 is a perspective view of the rotor unit 8. The rotor part 8 is formed in a cylindrical shape. A plurality of (for example, eight) magnets 7 that are elongated in the axial direction of the rotor portion 8 are attached to the rotor portion 8 except for both ends in the axial direction. Reference recesses 8 a for positioning the second cap 9 in the rotational direction with respect to the rotor portion 8 are formed at both ends of the rotor portion 8. Since the first cap 10 and the second cap 9 are positioned in the rotational direction, the rotor portion 8 and the first cap 10 are positioned in the rotational direction. As will be described in detail later, since the Z-phase signal is output using both the magnet 7 of the rotor unit 8 and the sensor dog 10c-2 (see FIG. 5) of the first cap 10, the rotor unit 8 and the first cap 10 must be positioned in the direction of rotation.

図4のロータ部8の断面図に示すように、ロータ部本体8bの外周面には周方向に交互にN極及びS極が形成されるように多数のマグネット7が貼り付けられる。マグネット7は、半径方向に着磁、すなわち外周側がN極及びS極の一方に着磁され、内周側がN極及びS極の他方に着磁される。   As shown in the cross-sectional view of the rotor portion 8 in FIG. 4, a large number of magnets 7 are attached to the outer peripheral surface of the rotor portion main body 8b so that N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction. The magnet 7 is magnetized in the radial direction, that is, the outer peripheral side is magnetized to one of the N and S poles, and the inner peripheral side is magnetized to the other of the N and S poles.

図1に示すように、マグネット7の軸線方向の端部はステータ部3から軸線方向に突出している。ハウジング2のステータ部3の近傍には、マグネット7のステータ部3から突出した部分の磁界を計測する磁気センサ26が設けられる。磁気センサ26は、ロータ部8のマグネット7の磁界の方向(磁気ベクトルの方向)又は磁界の大きさを計測する磁気抵抗素子を有する。ロータ部8のマグネット7をスケールとして利用し、π/2だけ位相がずれた正弦波状及び余弦波状の電圧信号を出力する。マグネット7からいえば、マグネット7はロータ4を回転させるためのトルクを発生させる駆動用のマグネットとして機能すると共に、ロータ4の回転角度を検出するためのスケールとして機能する。   As shown in FIG. 1, the end of the magnet 7 in the axial direction protrudes from the stator portion 3 in the axial direction. In the vicinity of the stator portion 3 of the housing 2, a magnetic sensor 26 for measuring the magnetic field of the portion protruding from the stator portion 3 of the magnet 7 is provided. The magnetic sensor 26 includes a magnetoresistive element that measures the magnetic field direction (magnetic vector direction) of the magnet 7 of the rotor unit 8 or the magnitude of the magnetic field. Using the magnet 7 of the rotor unit 8 as a scale, sine wave and cosine wave voltage signals whose phases are shifted by π / 2 are output. Speaking of the magnet 7, the magnet 7 functions as a driving magnet that generates torque for rotating the rotor 4, and also functions as a scale for detecting the rotation angle of the rotor 4.

ロータ4の第一のキャップ10は、スプラインナット12bを囲む筒状の周壁部10a、この周壁部10aの一端を塞ぐ底壁部10b、及び底壁部10bから周壁部10aとは反対側に突出し、周壁部10aよりも小径の筒状の突出部10cを有する。ロータ4の端部となる突出部10cが軸受14a,14bに回転可能に支持される。突出部10cは、ハウジング2の内側から外側に向かって軸受14a,14bから軸線方向に突出するセンサードグ10c−2を有する。図5の斜視図に示すように、突出部10cの周囲の一部のみが軸線方向に突出してセンサードグ10c−2を構成する。   The first cap 10 of the rotor 4 protrudes to the opposite side of the peripheral wall 10a from the cylindrical peripheral wall 10a surrounding the spline nut 12b, the bottom wall 10b that closes one end of the peripheral wall 10a, and the bottom wall 10b. The cylindrical protrusion 10c has a smaller diameter than the peripheral wall 10a. A protruding portion 10c serving as an end portion of the rotor 4 is rotatably supported by the bearings 14a and 14b. The protruding portion 10 c includes a sensor dog 10 c-2 that protrudes in the axial direction from the bearings 14 a and 14 b from the inside to the outside of the housing 2. As shown in the perspective view of FIG. 5, only a part of the periphery of the protruding portion 10c protrudes in the axial direction to constitute the sensor dog 10c-2.

突出部10cは、軸受14a,14bから外側に円筒状に突出するガイド部10c−1と、センサードグ10c−2と、を有する。ガイド部10c−1は突出部10cの軸受14a,14bに支持される部分よりも外径が僅かに小さく設定される。ガイド部10c−1は、軸受14a,14bを第一のキャップ10に挿入するときに軸受14a,14bを案内する機能を持つ。センサードグ10c−2は、ガイド部10c−1の周囲の一部から軸線方向に突出する。センサードグ10c−2の断面形状は円弧であり、円弧の中心角は360°/マグネットの磁極の極数以下、この実施形態では360°/8極(4極対))=45°以下に設定される。   The protruding portion 10c includes a guide portion 10c-1 protruding in a cylindrical shape from the bearings 14a and 14b and a sensor dog 10c-2. The outer diameter of the guide portion 10c-1 is set to be slightly smaller than the portion of the protruding portion 10c supported by the bearings 14a and 14b. The guide portion 10c-1 has a function of guiding the bearings 14a and 14b when the bearings 14a and 14b are inserted into the first cap 10. The sensor dog 10c-2 protrudes in the axial direction from a part of the periphery of the guide portion 10c-1. The cross-sectional shape of the sensor dog 10c-2 is a circular arc, and the central angle of the circular arc is set to 360 ° / the number of poles of the magnetic pole of the magnet, in this embodiment 360 ° / 8 poles (four pole pairs)) = 45 ° or less. The

図6に示すように、センサードグ10c−2の回転位置はセンサとしての近接センサ27によって検出される。近接センサ27はハウジング2の軸線方向の端部にブラケット28等の取付け部材を介して取り付けられる。センサードグ10c−2にはスケールは取り付けられていない。近接センサ27はセンサードグ10c−2が近づくと、センサードグ10c−2に非接触でセンサードグ10c−2の有無を検出する。近接センサ27はハウジング2の軸線方向の端部に設けられる。なお、近接センサ27の替わりにリミットスイッチを用いることも可能である。   As shown in FIG. 6, the rotational position of the sensor dog 10c-2 is detected by a proximity sensor 27 as a sensor. The proximity sensor 27 is attached to the end of the housing 2 in the axial direction via an attachment member such as a bracket 28. No scale is attached to the sensor dog 10c-2. When the sensor dog 10c-2 approaches, the proximity sensor 27 detects the presence / absence of the sensor dog 10c-2 without contacting the sensor dog 10c-2. The proximity sensor 27 is provided at the end of the housing 2 in the axial direction. It is also possible to use a limit switch instead of the proximity sensor 27.

図1に示すように、第一のキャップ10の周壁部10a内には、スプラインナット12a,12b及びシール31a,31bが収容される。樹脂製のシール31a,31bはスプラインナット12a,12b内に異物が浸入するのを防止する。周壁部10aにスプラインナット12a,12b及びシール31a,31bを収納した後、スプラインナット12a,12bは接着剤によって周壁部10aに固定される。周壁部10aには周方向に均等間隔を空けて複数の貫通孔32が半径方向に空けられる(図5参照)。周壁部10aの外側から貫通孔32を介して内側に接着剤が注入される。スプラインナット12a,12bの外周面には周方向に伸びる溝33が形成される(図7参照)。この溝33は周壁部10aの貫通孔32に繋がっていて、接着剤がスプラインナット12a,12bの周囲に行き渡る。   As shown in FIG. 1, spline nuts 12 a and 12 b and seals 31 a and 31 b are accommodated in the peripheral wall portion 10 a of the first cap 10. The resin seals 31a and 31b prevent foreign matter from entering the spline nuts 12a and 12b. After the spline nuts 12a and 12b and the seals 31a and 31b are stored in the peripheral wall portion 10a, the spline nuts 12a and 12b are fixed to the peripheral wall portion 10a with an adhesive. A plurality of through holes 32 are formed in the circumferential wall portion 10a in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction (see FIG. 5). An adhesive is injected into the inside through the through hole 32 from the outside of the peripheral wall portion 10a. Grooves 33 extending in the circumferential direction are formed on the outer peripheral surfaces of the spline nuts 12a and 12b (see FIG. 7). The groove 33 is connected to the through hole 32 of the peripheral wall portion 10a, and the adhesive spreads around the spline nuts 12a and 12b.

周壁部10aと突出部10cを繋ぐ底壁部10bは円環状に形成される。底壁部10bと突出部との間には軸受14a,14bの内輪に突き当てられる肩部10b−1が形成される。肩部10b−1を一対の軸受14a,14bの内輪に突き当てることによって、一対の軸受14a,14b間にロータ4が位置決めされる。   The bottom wall portion 10b that connects the peripheral wall portion 10a and the protruding portion 10c is formed in an annular shape. A shoulder portion 10b-1 that abuts against the inner ring of the bearings 14a and 14b is formed between the bottom wall portion 10b and the protruding portion. The rotor 4 is positioned between the pair of bearings 14a and 14b by abutting the shoulder 10b-1 against the inner rings of the pair of bearings 14a and 14b.

第二のキャップ9は蓋のようにスプラインナット12bが収容された第一のキャップ10に嵌められる。第二のキャップ9は、第一のキャップ10の周壁部10aの内側に嵌まる嵌合凸部9aと、第一のキャップ10の周壁部10aの軸線方向の端面に突き当てられる突当て部9bと、ロータ部8が嵌められる嵌合凹部9cを備える。上述したように、ロータ部8と第二のキャップ9とは回転方向に位置決めされている。   The second cap 9 is fitted to the first cap 10 in which the spline nut 12b is accommodated like a lid. The second cap 9 includes a fitting convex portion 9a that fits inside the peripheral wall portion 10a of the first cap 10, and an abutting portion 9b that abuts against an end surface in the axial direction of the peripheral wall portion 10a of the first cap 10. And the fitting recessed part 9c by which the rotor part 8 is fitted is provided. As described above, the rotor portion 8 and the second cap 9 are positioned in the rotational direction.

図7はスプラインナット12a,12b及び軸1の斜視図(一部スプラインナット12a,12bの断面図)を示す。軸1の外周面には、長手方向に伸びるスプライン溝1aが形成される。スプラインナット12a,12bには、軸1のスプライン溝に対向する転動体転走溝34を含む循環路が形成される。   FIG. 7 is a perspective view of the spline nuts 12a, 12b and the shaft 1 (partial cross-sectional view of the spline nuts 12a, 12b). A spline groove 1 a extending in the longitudinal direction is formed on the outer peripheral surface of the shaft 1. A circulation path including a rolling element rolling groove 34 facing the spline groove of the shaft 1 is formed in the spline nuts 12a and 12b.

スプラインナット12a,12bは、中央の円筒状のナット本体35と、ナット本体35の軸線方向の両端部に設けられる一対の蓋部材36を備える。ナット本体35には、上記転動体転走溝34及び上記転動体転走溝34と平行な無負荷戻し路37が形成される。蓋部材36には転動体転走溝34と無負荷戻し路37とを接続するU字状の方転換路が形成される。転動体転走溝34、無負荷戻し路37及び一対の方向転換路によってサーキット状の循環路が形成される。循環路には転動体として多数のボール38が配列される。スプラインナット12a,12bに対して軸1が軸線方向に直線運動すると、多数のボール38が軸1とスプラインナット12a,12bとの間を転がると共に、循環路を循環する。   The spline nuts 12 a and 12 b include a central cylindrical nut body 35 and a pair of lid members 36 provided at both ends of the nut body 35 in the axial direction. The nut body 35 is formed with the rolling element rolling groove 34 and a no-load return path 37 parallel to the rolling element rolling groove 34. The lid member 36 is formed with a U-shaped direction changing path that connects the rolling element rolling groove 34 and the no-load return path 37. A circuit-shaped circulation path is formed by the rolling element rolling groove 34, the no-load return path 37, and the pair of direction changing paths. A large number of balls 38 are arranged as rolling elements in the circulation path. When the shaft 1 linearly moves in the axial direction with respect to the spline nuts 12a and 12b, a large number of balls 38 roll between the shaft 1 and the spline nuts 12a and 12b and circulate in the circulation path.

上記直線運動案内機構付アクチュエータの組み立て方法は下記のとおりである。まず図2に示すように、中空のロータ4のロータ部8の軸線方向の両端部に第二のキャップ9を嵌め合う。次に、第一のキャップ10にスプラインナット12a,12bを収容した状態で、第二のキャップ9の嵌合凸部9aに第一のキャップ10の周壁部10aを嵌め合う。ロータ4にスプラインナット12a,12bを結合・一体化させた後、スプラインナット12a,12bに軸1を通す。   The assembly method of the actuator with the linear motion guide mechanism is as follows. First, as shown in FIG. 2, the second cap 9 is fitted to both end portions in the axial direction of the rotor portion 8 of the hollow rotor 4. Next, in a state where the spline nuts 12 a and 12 b are accommodated in the first cap 10, the peripheral wall portion 10 a of the first cap 10 is fitted to the fitting convex portion 9 a of the second cap 9. After the spline nuts 12a and 12b are coupled and integrated with the rotor 4, the shaft 1 is passed through the spline nuts 12a and 12b.

次に、図1に示すように、ハウジング2に回転モータ5のステータ部3を結合する。ハウジング2の中空空間に組み立てたロータ4及び軸1を挿入し、ハウジング2の軸線方向の両端部に軸受14a,14bを嵌め込む。軸受14a,14bは第一のキャップ10の外側に嵌められる。最後に軸受14a,14bが脱落しないようにハウジング2の両端部に軸受14a,14bを押さえる蓋40a,40bを取り付ける。   Next, as shown in FIG. 1, the stator portion 3 of the rotary motor 5 is coupled to the housing 2. The rotor 4 and the shaft 1 assembled in the hollow space of the housing 2 are inserted, and the bearings 14a and 14b are fitted into both ends of the housing 2 in the axial direction. The bearings 14 a and 14 b are fitted on the outside of the first cap 10. Finally, lids 40a and 40b for holding the bearings 14a and 14b are attached to both ends of the housing 2 so that the bearings 14a and 14b do not fall off.

図8は直線運動案内機構付きアクチュエータの制御装置の構成図を示す。制御装置51は、回転モータ5を制御するのに適した形態をした電力を供給するPWMインバータ(PWM:Pulse Width Modulation)などの電力変換器53と、ロータ4の磁界を計測する磁気センサ26が出力する信号を内挿処理するインターポレータ54と、指令器55からの情報により電力変換器53を制御する制御器52と、を備える。近接センサ27のオン信号は制御器52に入力される。制御器52は、ロータ4の回転位置が指令器55からの指令値に一致するように回転モータ5を制御する。   FIG. 8 shows a block diagram of a control device for an actuator with a linear motion guide mechanism. The control device 51 includes a power converter 53 such as a PWM inverter (PWM: Pulse Width Modulation) that supplies power in a form suitable for controlling the rotary motor 5, and a magnetic sensor 26 that measures the magnetic field of the rotor 4. An interpolator 54 that interpolates the output signal and a controller 52 that controls the power converter 53 based on information from the command unit 55 are provided. The ON signal of the proximity sensor 27 is input to the controller 52. The controller 52 controls the rotary motor 5 so that the rotational position of the rotor 4 matches the command value from the command device 55.

磁気センサ26は、ロータ4の磁界の方向(磁気ベクトルの方向)の変化を検出し、π/2位相がずれた正弦波状及び余弦波状の電圧信号を出力する。磁気センサ26が出力する電圧信号は、インターポレータ54に出力される。インターポレータ54は、正弦波状及び余弦波状の電圧信号に基づいて、ロータ4の角度情報を算出する。   The magnetic sensor 26 detects a change in the magnetic field direction (magnetic vector direction) of the rotor 4 and outputs sine wave and cosine wave voltage signals having a π / 2 phase shift. The voltage signal output from the magnetic sensor 26 is output to the interpolator 54. The interpolator 54 calculates the angle information of the rotor 4 based on the sine wave and cosine wave voltage signals.

図9は、インターポレータ54の構成図を示す。磁気センサ26が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号は、インターポレータ54に取り込まれる。インターポレータ54は、90°位相が異なる正弦波状信号及び余弦波状信号にディジタル的な内挿処理を加えて高分解能の位相角データを出力する。ロータ4のマグネット7を磁気スケールとして利用するにあたり、磁気センサ26が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号を細分化し、分解能を上げる必要がある。ロータ4のマグネット7の磁極ピッチは磁気スケールの磁極ピッチよりも粗いからである。90°位相が異なる正弦波状信号及び余弦波状信号それぞれは、A/D変換器61,62に入力される。A/D変換器61,62は、正弦波状信号及び余弦波状信号それぞれを所定の周期でディジタルデータDA,DBにサンプリングする。信号処理部63は、ディジタルデータDA,DBからパルス状のA相信号、B相信号を出力する。   FIG. 9 shows a configuration diagram of the interpolator 54. The sine wave signal and cosine wave signal output from the magnetic sensor 26 are taken into the interpolator 54. The interpolator 54 performs digital interpolation processing on the sine wave signal and cosine wave signal having a 90 ° phase difference, and outputs phase angle data with high resolution. In using the magnet 7 of the rotor 4 as a magnetic scale, it is necessary to subdivide the sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 26 to increase the resolution. This is because the magnetic pole pitch of the magnet 7 of the rotor 4 is coarser than the magnetic pole pitch of the magnetic scale. A sine wave signal and a cosine wave signal having different 90 ° phases are input to the A / D converters 61 and 62, respectively. The A / D converters 61 and 62 sample the sine wave signal and the cosine wave signal, respectively, into digital data DA and DB at a predetermined cycle. The signal processing unit 63 outputs pulsed A-phase signals and B-phase signals from the digital data DA and DB.

信号処理部63の信号処理方法は下記のとおりである。図10に示すように、予めルックアップテーブルメモリ64には、逆正接関数(TAN-1)を用いた数1に基づいて作成されたルックアップテーブルデータが記録されている。
(数1)
u=TAN-1(DB/DA)
The signal processing method of the signal processing unit 63 is as follows. As shown in FIG. 10, lookup table data created based on Equation 1 using an arctangent function (TAN −1 ) is recorded in the lookup table memory 64 in advance.
(Equation 1)
u = TAN -1 (DB / DA)

図10には、8ビット×8ビットのアドレス空間に1周期1000分割の位相角データを持たせたルックアップテーブルメモリのメモリ構成が示されている。信号処理部63は、ディジタルデータDA,DBをそれぞれx,yアドレスとしてルックアップテーブルデータを検索し、x,yアドレスに対応した位相角データuを得る。これにより、1波長(0から2πまでの区間)内を分割・内挿することが可能になる。なお、ルックアップテーブルメモリを用いる替わりに、u=TAN-1(DB/DA)の演算をして、位相角データuを算出することにより、1波長(0から2πまでの区間)内を分割・内挿してもよい。 FIG. 10 shows a memory configuration of a look-up table memory in which phase angle data of 1000 divisions per cycle is provided in an 8-bit × 8-bit address space. The signal processing unit 63 searches the look-up table data using the digital data DA and DB as x and y addresses, respectively, and obtains phase angle data u corresponding to the x and y addresses. As a result, it becomes possible to divide and interpolate within one wavelength (section from 0 to 2π). Instead of using a look-up table memory, an operation of u = TAN −1 (DB / DA) is performed to calculate the phase angle data u, thereby dividing one wavelength (section from 0 to 2π). -Interpolation may be used.

図9に示す信号処理部63は、位相角データuからパルス状のA相信号、B相信号を出力する。また、信号処理部63は、磁気センサ26が出力する正弦波状信号及び余弦波状信号のゼロクロスを利用してZ相信号を出力する。Z相信号は、回転モータのロータ部8の極数と等しい個数出力される。例えば、マグネット7の極数が8極だと8個のZ相信号が出力される。しかし、軸1の回転位置を位置決めするためには、ロータ4の1回転で1回だけZ相信号を得る必要がある。磁気センサ26からロータ4の1回転で1回だけZ相信号(ゼロ信号とも呼ばれる)を得ようとすると、1周に1個だけZ相信号を出力するスケールが別個に必要になってしまう。そこで、既に得られた8個のZ相信号のうちの一つを特定することとする。8個のZ相信号のうちの一つを特定し、ロータ4の1回転で1回だけZ相信号を得るために、ハウジング2の端部に設けられる近接センサ27の出力信号を付加的に利用する。   The signal processing unit 63 shown in FIG. 9 outputs a pulsed A-phase signal and B-phase signal from the phase angle data u. In addition, the signal processing unit 63 outputs a Z-phase signal using the zero cross of the sine wave signal and the cosine wave signal output from the magnetic sensor 26. A number of Z-phase signals equal to the number of poles of the rotor portion 8 of the rotary motor are output. For example, if the number of poles of the magnet 7 is 8, 8 Z-phase signals are output. However, in order to position the rotational position of the shaft 1, it is necessary to obtain the Z-phase signal only once in one rotation of the rotor 4. If an attempt is made to obtain a Z-phase signal (also referred to as a zero signal) only once in one rotation of the rotor 4 from the magnetic sensor 26, a separate scale for outputting only one Z-phase signal per round is required. Therefore, one of the eight Z-phase signals already obtained is specified. In order to identify one of the eight Z-phase signals and obtain the Z-phase signal only once in one rotation of the rotor 4, the output signal of the proximity sensor 27 provided at the end of the housing 2 is additionally provided. Use.

図8に示す制御器52は、インターポレータ54から入力される8つのZ相信号のうち、近接センサ27が同時にオン信号を出力するときのZ相信号を特定する。そして、インターポレータ54から入力されるA、B2相信号、及び特定したZ相信号に基づいて、回転モータ5の回転位置を知り、回転モータ5の回転位置が指令値に一致するように電力変換器53を制御する。   The controller 52 shown in FIG. 8 specifies a Z-phase signal when the proximity sensor 27 simultaneously outputs an ON signal among the eight Z-phase signals input from the interpolator 54. Then, based on the A and B phase signals input from the interpolator 54 and the specified Z phase signal, the rotational position of the rotary motor 5 is known, and power is supplied so that the rotational position of the rotary motor 5 matches the command value. The converter 53 is controlled.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。   According to this embodiment, the following effects can be obtained.

ロータ4の端部をハウジング2の軸線方向の端部に設けられる軸受14a,14bから軸線方向に突出させ、ロータ4の端部の回転位置を検出するようにしたので、ハウジング2の軸線方向の端部に軸1の回転位置を検出する近接センサ27を設けることができる。また、軸1のストローク以上にスケールが長くなるのを防止できる。   Since the end of the rotor 4 protrudes in the axial direction from the bearings 14a and 14b provided at the end in the axial direction of the housing 2, the rotational position of the end of the rotor 4 is detected. A proximity sensor 27 that detects the rotational position of the shaft 1 can be provided at the end. Further, it is possible to prevent the scale from becoming longer than the stroke of the shaft 1.

軸1から突出するセンサードグ10c−2(ロータ4の端部)をスプラインナット12a,12bを包む第一のキャップ10に形成したので、直線運動案内機構付きアクチュエータをコンパクトにすることができる。   Since the sensor dog 10c-2 (end portion of the rotor 4) protruding from the shaft 1 is formed in the first cap 10 that wraps the spline nuts 12a and 12b, the actuator with the linear motion guide mechanism can be made compact.

第一のキャップ10のセンサードグ10c−2を周囲の一部から軸線方向に突出するように形成し、近接センサ27でセンサードグ10c−2を検出するようにしたので、ロータ4の1回転に1回だけ出力信号を容易に出力することができる。   The sensor dog 10c-2 of the first cap 10 is formed so as to protrude in the axial direction from a part of the periphery, and the sensor dog 10c-2 is detected by the proximity sensor 27, so once per rotation of the rotor 4 Only an output signal can be output easily.

磁気センサ26と近接センサ27とを併用することで、ロータ4の1回転に1回だけのZ相信号を特定することができる。   By using the magnetic sensor 26 and the proximity sensor 27 in combination, the Z-phase signal can be specified only once for one rotation of the rotor 4.

図11は本発明の第二の実施形態における直線運動案内機構付きアクチュエータを示す。軸1、ハウジング2、回転モータ5、一対のスプラインナット12a,12b、一対の軸受14a,14b,ロータ4を構成するロータ部8、第二のキャップ9の構成は上記第一の実施形態の直線運動案内機構付きアクチュエータと同一なので同一の符号を附してその説明を省略する。   FIG. 11 shows an actuator with a linear motion guide mechanism in a second embodiment of the present invention. The structure of the shaft 1, the housing 2, the rotary motor 5, the pair of spline nuts 12a and 12b, the pair of bearings 14a and 14b, the rotor portion 8 constituting the rotor 4, and the second cap 9 is the straight line of the first embodiment. Since it is the same as the actuator with the motion guide mechanism, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

この実施形態では、上記第一の実施形態と異なりロータ4の端部としての第一のキャップ70の円筒状の突出部70cの周囲の全周を軸受14a,14bから軸線方向に突出させている。図12の拡大断面図に示すように、第一のキャップ70の突出部70cには、全周に渡ってリング状の磁気スケール72が取り付けられる。磁気スケール72の目盛りは、A,B2相信号を出力するための目盛りと、Z相信号を出力するための目盛りと、を備える。磁気スケール72の磁界はロータリーエンコーダ73によって計測される。ロータリーエンコーダ73は、ハウジング2の軸線方向の端部に取り付けられる。ハウジング2の軸線方向の端部には、ロータリーエンコーダ73が収容される蓋部74が取り付けられる(図11参照)。ロータリーエンコーダ73の出力信号を信号処理することによって、ロータ4の回転に伴いπ/2だけ位相がずれたA,B2相信号、及びロータ4の1回転で1回だけZ相信号を得ることができる。なお、ロータリーエンコーダ73には光学式のものを用いてもよい。   In this embodiment, unlike the first embodiment, the entire circumference around the cylindrical protrusion 70c of the first cap 70 as the end of the rotor 4 is protruded in the axial direction from the bearings 14a and 14b. . As shown in the enlarged sectional view of FIG. 12, a ring-shaped magnetic scale 72 is attached to the protruding portion 70 c of the first cap 70 over the entire circumference. The scale of the magnetic scale 72 includes a scale for outputting the A and B phase signals and a scale for outputting the Z phase signal. The magnetic field of the magnetic scale 72 is measured by the rotary encoder 73. The rotary encoder 73 is attached to the end of the housing 2 in the axial direction. A lid portion 74 in which the rotary encoder 73 is accommodated is attached to an end portion in the axial direction of the housing 2 (see FIG. 11). By processing the output signal of the rotary encoder 73, it is possible to obtain the A and B phase signals whose phases are shifted by π / 2 with the rotation of the rotor 4 and the Z phase signal only once in one rotation of the rotor 4. it can. The rotary encoder 73 may be an optical type.

本実施形態によれば、ロータ4の回転に伴ってπ/2だけ位相がずれたA,B2相信号、及びロータ4の1回転で1回だけZ相信号を得ることができる。第一の実施形態の直線運動案内機構付きアクチュエータと異なり、ハウジング2の内部には磁気スケールが設けられていないので、直線運動案内機構付きアクチュエータをさらに小型化することができる。   According to the present embodiment, A and B phase signals whose phases are shifted by π / 2 with the rotation of the rotor 4, and a Z phase signal can be obtained only once with one rotation of the rotor 4. Unlike the actuator with the linear motion guide mechanism of the first embodiment, since the magnetic scale is not provided in the housing 2, the actuator with the linear motion guide mechanism can be further downsized.

なお、本発明は上記実施形態に具現化されるのに限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。   The present invention is not limited to being embodied in the above-described embodiment, and can be variously modified without changing the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態の直線運動案内機構付アクチュエータはチップマウンタに限られることはなく、広くロボットの直線運動案内機構付アクチュエータとして用いることができる。   For example, the actuator with a linear motion guide mechanism of the above embodiment is not limited to the chip mounter, and can be widely used as an actuator with a linear motion guide mechanism of a robot.

上記実施形態の直線運動案内機構付アクチュエータは一軸のみで使用してもよいし、軸が平行になるように複数の直線運動案内機構付アクチュエータを組み合わせて多軸で使用してもよい。   The actuator with linear motion guide mechanism of the above embodiment may be used with only one axis, or may be used with multiple axes by combining a plurality of actuators with linear motion guide mechanisms so that the axes are parallel.

スプラインナット及び軸受の個数及びレイアウトは上記実施形態に限られることなく、スプラインナット及び軸受を一つずつ設けてもよい。   The number and layout of spline nuts and bearings are not limited to the above embodiment, and one spline nut and one bearing may be provided.

ハウジング、ロータ、第一及び第二のキャップの形状は一例であり、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更できる。   The shapes of the housing, the rotor, and the first and second caps are merely examples, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

1…軸,1a…スプライン溝,2…ハウジング,3…ステータ部,4…ロータ,5…回転モータ,10c−2…センサードグ(ロータの端部),12a,12b…スプラインナット,14a,14b…軸受,26…磁気センサ,27…近接センサ(センサ),73…ロータリーエンコーダ(センサ),70c…突出部(ロータの端部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft, 1a ... Spline groove, 2 ... Housing, 3 ... Stator part, 4 ... Rotor, 5 ... Rotating motor, 10c-2 ... Sensor dog (end part of rotor), 12a, 12b ... Spline nut, 14a, 14b ... Bearing, 26 ... Magnetic sensor, 27 ... Proximity sensor (sensor), 73 ... Rotary encoder (sensor), 70c ... Projection (end of rotor)

Claims (6)

スプラインナットに案内されて軸線方向に直線運動し、軸線方向に伸びるスプライン溝を有する軸と、
モータのロータ部が設けられると共に、前記スプラインナットと一緒に回転する中空のロータと、
モータのステータ部が設けられるハウジングと、
前記ハウジングの軸線方向の端部に設けられ、前記中空のロータが軸線の回りを回転するのを案内する軸受と、を備え、
前記モータが前記ロータを軸線の回りに回転させることによって、前記軸が軸線の回りを回転する直線運動案内機構付アクチュエータにおいて、
前記ロータの、前記軸受に支持される軸線方向の中空の端部を、前記ハウジングの内側から外側に向かって前記軸受から軸線方向に突出させ、
センサによって、前記軸受から突出する前記ロータの端部の回転位置を検出することを可能とする直線運動案内機構付アクチュエータ。
A shaft having a spline groove that is guided by the spline nut and linearly moves in the axial direction and extends in the axial direction;
A rotor portion of the motor is provided, and a hollow rotor that rotates together with the spline nut;
A housing in which a stator portion of the motor is provided;
A bearing provided at an axial end of the housing and guiding the hollow rotor rotating about the axis;
In the actuator with a linear motion guide mechanism in which the shaft rotates around the axis by the motor rotating the rotor around the axis,
A hollow end portion in the axial direction supported by the bearing of the rotor is protruded in the axial direction from the bearing toward the outside from the inside of the housing,
An actuator with a linear motion guide mechanism that makes it possible to detect the rotational position of the end of the rotor protruding from the bearing by a sensor.
前記ロータは、前記スプラインナットの外周面の少なくとも一部を包むキャップを備え、
前記ロータの端部は、前記キャップに形成されることを特徴とする請求項1に記載の直線運動案内機構付アクチュエータ。
The rotor includes a cap that wraps at least part of the outer peripheral surface of the spline nut;
The actuator with a linear motion guide mechanism according to claim 1, wherein an end of the rotor is formed on the cap.
前記センサは、前記ロータの端部の径方向に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の直線運動案内機構付アクチュエータ。   The actuator with a linear motion guide mechanism according to claim 1, wherein the sensor is arranged in a radial direction of an end portion of the rotor. 前記ロータの端部は、センサードグを有し、
前記センサとしての近接センサ又はリミットスイッチが、前記センサードグの回転位置を検出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の直線運動案内機構付アクチュエータ。
The end of the rotor has a sensor dog,
4. The actuator with a linear motion guide mechanism according to claim 1, wherein a proximity sensor or a limit switch as the sensor detects a rotational position of the sensor dog. 5.
前記ハウジングには、前記ロータ部のマグネットの磁界の方向又は大きさを計測する磁気センサが設けられ、
前記磁気センサの出力信号を利用することによって、前記ロータの回転に伴いπ/2だけ位相がずれたA,B2相信号を得ることができ、
前記磁気センサの出力信号及び前記センサとしての近接センサ又はリミットスイッチの出力信号を利用することによって、前記ロータの1回転で1回だけZ相信号を得ることができることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の直線運動案内機構付アクチュエータ。
The housing is provided with a magnetic sensor that measures the direction or magnitude of the magnetic field of the magnet of the rotor portion,
By using the output signal of the magnetic sensor, it is possible to obtain A, B2 phase signals that are out of phase by π / 2 with the rotation of the rotor,
The Z-phase signal can be obtained only once in one rotation of the rotor by using the output signal of the magnetic sensor and the output signal of a proximity sensor or limit switch as the sensor. The actuator with a linear motion guide mechanism according to any one of 4.
前記センサはロータリーエンコーダであり、
前記ロータの端部の周囲の全周が軸線方向に突出し、
前記ロータの端部の周囲には、前記センサと協働するスケールが取り付けられ、
前記ロータリーエンコーダを利用することによって、前記ロータの回転に伴いπ/2だけ位相がずれたA,B2相信号、及び前記ロータの1回転で1回だけZ相信号を得ることができることを特徴とする請求項1又は2に記載の直線運動案内機構付アクチュエータ。
The sensor is a rotary encoder;
The entire circumference around the end of the rotor protrudes in the axial direction,
Around the end of the rotor is attached a scale that cooperates with the sensor,
By using the rotary encoder, it is possible to obtain A and B phase signals whose phases are shifted by π / 2 with the rotation of the rotor, and a Z phase signal only once in one rotation of the rotor. The actuator with a linear motion guide mechanism according to claim 1 or 2.
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