JP3084456B2 - 移動装置 - Google Patents

移動装置

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JP3084456B2
JP3084456B2 JP03246158A JP24615891A JP3084456B2 JP 3084456 B2 JP3084456 B2 JP 3084456B2 JP 03246158 A JP03246158 A JP 03246158A JP 24615891 A JP24615891 A JP 24615891A JP 3084456 B2 JP3084456 B2 JP 3084456B2
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隆 佐藤
皇 山崎
隆史 伊東
一郎 堀越
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セイコーインスツルメンツ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は管路等の狭い場所を移動
する小型な移動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電磁型の小型な移動装置では図7
に示すように、図示しない駆動回路から一定の電圧をコ
イル73へ与え、磁心70を磁化させる。磁心先端70
aが、永久磁石71に吸引、反発することによって振動
が起こる。この振動を利用して、永久磁石71の下面に
接着された斜毛72によって、常に一定方向へ進む。
又、磁心170、永久磁石171、斜毛172、コイル
173を上記と同様に構成し、並列に2個を連結する。
2個のコイルに印加する電圧を別に制御することにより
方向転換を行う構造が知られている。
【0003】例えば、1990年12月号の精密工学会
誌、第51頁乃至第54頁の「山登りマイクロメカニズ
ム製作コンテストから」(著者:林 輝)にこのような
従来の小型移動装置の例が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の移動装
置では、下記の課題があった。 駆動力が弱く、また、それを克服しようとすると移
動装置の小型化の実現が難しかった。 移動装置の前、後、左、右各方向の動作の制御が難
しかった。
【0005】そこで、本発明の目的は、従来のこのよう
な課題を解決するため、駆動力が大きく制御性に優れた
小型な移動装置の実現である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、小型な移動装置を2つのステップモータ
と、2つのステップモータを構成する要素の1つ以上の
部材を支持する支持部材を有する構成とした。
【0007】
【作用】上記のように構成された移動装置においては、
1枚の支持板を両側にそれぞれ1つずつのステップモー
タを平行に配置する。2つのステップモータを構成する
要素の支持を1つの支持部材だけで行っている。2つの
ステップモータのコイルにそれぞれ独立に駆動パルスを
与える。コイルの磁化により、ステータを磁化させ、ロ
ータ磁石を有するロータを回転させる。ロータの回転は
輪列を介して後輪へ伝わる。後輪は後輪の接地面に回転
力を伝え、移動装置を前進又は後退させる。それぞれの
コイルへの駆動パルスを制御することにより、移動装置
の左右両方向への方向転換が可能となる。
【0008】
【実施例】以下に、本発明の第1の実施例を図面に基づ
いて説明する。図1は、本発明の移動装置のブロック図
である。支持手段87に第1のロータ83、第1のステ
ータ82、及び第1のコイル81から構成される第1の
ステップモータを組み込む。第1の輪列84は支持板8
7に支持され、第1のロータ83と噛み合い、回転力を
伝達される。第1の後輪は支持板87に支持され、第1
の輪列84と噛み合い、回転力を伝達される。第1の前
輪は支持板87に回転可能に支持される。第1のロータ
83が回転することにより第1の輪列84を介して第1
の後輪85に回転を伝えることにより移動装置は移動で
きる。
【0009】同様に支持手段87に第2のロータ18
3、第2のステータ182、及び第2のコイル181か
ら構成される第2のステップモータを組み込む。第2の
ロータ183、第2の輪列184、第2の後輪185の
動作により移動装置は移動できる。図2及び図3におい
て、ステータ18及びステータ118の上下部の両端に
磁心19、磁心20、磁心119及び磁心120を接触
させてネジ止めする。磁心19、磁心20、磁心119
及び磁心120にはコイル10、コイル11、コイル1
10及びコイル111を巻く。支持板22の両端にステ
ータ18及びステータ118を配置する。ステータ18
及びステータ118の各ロータ穴にはそれぞれロータ1
4及びロータ114が組み込まれる。ロータ下ほぞ14
a及びロータ下ほぞ114aは支持板22の案内部23
に回転可能に組み込まれる(図2(B)参照)。二番車
15及び二番車115はロータかな14c及びロータか
な114cからそれぞれ回転が伝わるように配置され
る。二番車下ほぞ15a及び二番車下ほぞ115aは地
板21及び地板121に回転可能なように組み込まれ
る。一番車16及び一番車116は二番車15及び二番
車115からそれぞれ回転が伝わるように配置される。
一番車下ほぞ16a及び一番車下ほぞ116aは地板2
1及び地板121に回転可能なように組み込まれる。ロ
ータ上ほぞ14b、ロータ上ほぞ114b、二番車上ほ
ぞ15b、二番車上ほぞ115b、一番車上ほぞ16b
及び一番車上ほぞ116bは輪列受13及び輪列受11
3に回転可能なように組み込まれる。後輪17及び後輪
117の外周に取り付けられた後輪かな17a及び後輪
かな117aが一番車16及び一番車116からそれぞ
れ回転が伝わるように後輪17及び後輪117は地板2
1及び地板121に取り付けられる。前輪12及び前輪
112はそれぞれが独立に自由に回転可能なように地板
21及び地板121に取り付けられる。
【0010】前輪12及び前輪112もしくは後輪17
及び後輪117をモータ部品と平面的に重なりを持たせ
ることで移動装置の前後長を短くすることができる。
又、このように1つのモータに対して2つのコイルを配
することにより大きな駆動力が得られる。コイル10、
コイル11、コイル110及びコイル111にそれぞれ
図示していない駆動回路より所定の駆動パルスを与える
ことにより、ステータ18及びステータ118は磁化さ
れる。磁石を有するロータ14及びロータ114はステ
ータ18及びステータ118との反発力により回転す
る。ロータ14及びロータ114は輪列を介して後輪1
3及び後輪113を回転させる。後輪17及び後輪11
7の回転力は後輪17及び後輪117の接地面に伝わ
り、移動装置を前進、又は後退させる。移動装置の方向
転換は、左右各コイルに与える駆動パルスに差を持たせ
ることで行う。
【0011】図5及び図6において、本発明の実施例2
について説明する。ステータ43及びステータ143の
下部の両端に磁心48及び磁心148を接触させてネジ
止めする。磁心48及び磁心148にはコイル40及び
コイル140を巻く。支持板50の両端にステータ43
及びステータ143を配置する。ステータ43及びステ
ータ143の各ロータ穴にはロータ44及びロータ14
4がそれぞれ組み込まれる。ロータ下ほぞ44a及びロ
ータ下ほぞ144aは支持板50の案内部51に回転可
能に組み込まれる(図5(B)参照)。ステータ中のコ
イルを一つにし、コイルを一つにすることで移動装置の
高さを低くすることができるとともに、大きな駆動力を
得ることができる。二番車45及び二番車145はロー
タかな44c及びロータかな144cからそれぞれ回転
が伝わるように配置される。二番車下ほぞ45a及び二
番車下ほぞ145aは地板49及び地板149に回転可
能なように組み込まれる。一番車46及び一番車146
は二番車45及び二番車145からそれぞれ回転が伝わ
るように配置される。一番車下ほぞ46a及び一番車下
ほぞ146aは地板49及び地板149に回転可能なよ
うに組み込まれる。ロータ上ほぞ44b及びロータ上ほ
ぞ144b、二番車上ほぞ45b、二番車上ほぞ145
b、一番車上ほぞ46b、一番車上ほぞ146bは輪列
受42及び輪列受142に回転可能なように組み込まれ
る。後輪47及び後輪147の外周に取り付けられた後
輪かな47a及び後輪かな147aが一番車46及び一
番車146からそれぞれ回転が伝わるように後輪47及
び後輪147は地板42及び地板142に取り付けられ
る。前輪41及び前輪141はそれぞれが独立に自由に
回転可能なように地板49及び地板149に取り付けら
れる。
【0012】コイル40及びコイル140にそれぞれ駆
動パルスを与えることにより、ステータ43及びステー
タ143は磁化される。磁石を有するロータ44及びロ
ータ144はステータ43及びステータ143との反発
力により回転する。ロータ44及びロータ144は輪列
を介して後輪47及び後輪147を回転させる。後輪4
7及び後輪147の回転力は後輪47及び後輪147の
接地面に伝わり、移動装置を前進または後退させる。移
動装置の方向転換は、左右各コイルに与える駆動パルス
に差を持たせることで行う。
【0013】尚、上記の実施例では2つのステップモー
タをそれぞれ独立に駆動する構造について説明したが、
4個のステップモータを用いて、4つの駆動輪をそれぞ
れ独立に駆動する構造も考えられる。このような構造で
は4輪が常に接地するので安定した移動が行え、方向転
換が容易である。同様に6つのステップモータを用いた
構造も考えられる。
【0014】本発明の小型移動装置の動力源・駆動回路
は、上記の実施例では、小型移動装置から有線で別に配
置している。しかし、動力源・駆動回路の一方又は両方
を小型移動装置に搭載することも可能である。この場合
の動作の制御は有線で行ってもよいが別に無線通信装置
を搭載して制御することも可能である。さらに本発明の
小型移動装置を複数用意して集中制御することも可能で
ある。
【0015】
【0016】図8に示すように、集中制御回路771か
ら、3つの送信回路及び3つの受信回路772ないし7
77に、小型移動装置の動作を制御する信号を出力し、
一方、小型移動装置からの情報を入力する。第1の移動
装置851の受信回路D852は送信回路A772の出
力する制御信号が入力される。一方、第1の移動装置8
51の送信回路D853は、第1の移動装置の持ってい
る動作状況や入力した情報を受信回路A773へ出力す
る。同様に第2の移動装置861には、受信回路E86
2及び送信回路E863があり、送信回路B774及び
受信回路B775と信号の送受信を行う。第3の移動装
置871の構成も同様である。このように集中制御回路
771により複数の移動装置の動作の制御と情報のやり
とりが可能となる。
【0017】本発明の小型移動装置の応用例として、例
えば、CCDカメラなどを搭載して、精密機械の内部検
査を行うこともできる。又、二酸化炭素センサやガスセ
ンサなどを搭載した安全装置として活用することもでき
る。更に、小型の溶接機や接着剤供給装置を搭載して小
型加工機械として活用することもでき、搬送機械として
も活用できる。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上説明したように動力源、及
び駆動回路とロータ磁石を有するロータ、ステータ及び
コイルから構成される2つのステップモータと、前記ロ
ータから独立に駆動される2つの後輪と、1つ以上の前
輪とを有するとともに、前記2つのステップモータを構
成する要素の1個以上を1枚の支持部材で支持する構成
とすることにより以下に記載する効果を有する。 2つのステップモータを構成する要素の1個以上を
1枚の支持部材で支持することで部品の兼用ができると
ともに、薄型化が実現できる。 右と左に別々のステップモータ、輪列、駆動部を持
ち、それを別々に駆動させることにより、左右両方向へ
の制御が可能となる。又、ステップモータを構成する部
品の一部であるロータを中央に置くことで、ステップモ
ータの構成部品であるステータを左右入れ換えることに
より前輪駆動と後輪駆動の切り換えも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の移動装置のブロック図である。
【図2】本発明の移動装置の実施例1の自由断面図であ
る。
【図3】本発明の移動装置の実施例1の駆動メカニズム
を示す図である。
【図4】本発明の移動装置の実施例1の外観図である。
【図5】本発明の移動装置の実施例2の自由断面図であ
る。
【図6】本発明の移動装置の実施例2の駆動メカニズム
を示す図である。
【図7】従来の移動装置の例である。
【図8】本発明の移動装置の集中制御を示すブロック図
である。
【符号の説明】
10 コイルa 11 コイルb 12 前輪a 14 ロータa 15 二番車a 16 一番車a 17 後輪a 18 ステータa 18a ロータ穴a 22 支持板 110 コイルc 111 コイルd 112 前輪b 114 ロータb 115 二番車b 116 一番車b 117 後輪b 118 ステータb 40 コイルa 41 前輪a 43 ステータa 44 ロータa 45 二番車a 46 一番車a 47 後輪a 50 支持板 140 コイルb 141 前輪b 143 ステータb 144 ロータb 145 二番車b 146 一番車b 147 後輪b
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀越 一郎 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイ コー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−22215(JP,A) 特開 平2−96808(JP,A) 特開 昭59−105112(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 37/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータ磁石を有する第1のロータ、第1
    のステータおよび第1のコイルから構成される第1のス
    テップモータと、 前記第1のロータの回転により連動して回転する第1の
    車輪と、 ロータ磁石を有する第2のロータ、第2のステータおよ
    び第2のコイルから構成され、前記第1のステップモー
    タとは独立に駆動する第2のステップモータと、 前記第2のロータの回転により連動して回転する第2の
    車輪と、 前記第1の車輪及び前記第2の車輪とは独立して回転す
    る少なくとも1つの車輪と、 前記第1のステップモータと前記第2のステップモータ
    とを支持する支持部材と、 を有する移動装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の車輪、前記第2の車輪及び前
    記少なくとも1つの車輪は、前記支持部材に回転可能に
    支持されている請求項1記載の移動装置。
  3. 【請求項3】 前記第1のロータの回転を前記第1の車
    輪に伝える第1輪列と、 前記第2のロータの回転を前記第2の車輪に伝える第2
    輪列とを有し、 前記第1輪列と前記第2輪列は、前記支持部材に支持さ
    れている請求項1及び2記載の移動装置。
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