JP7383915B2 - actuator - Google Patents

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Description

本開示は、アクチュエータに関する。 The present disclosure relates to actuators.

回転運動と直動運動を行うアクチュエータが知られている(特許文献1参照)。特許文献1に記載のアクチュエータは、ボールねじ及びボールスプラインを有し、ボールねじのネジ軸とボールスプラインのシャフトとが連結された軸部材が用いられる。この構成では、ボールねじのナットが回転することで軸部材が直動運動を行い、ボールスプラインのスプライン外筒が回転することで軸部材が回転運動を行う。 Actuators that perform rotational motion and linear motion are known (see Patent Document 1). The actuator described in Patent Document 1 includes a ball screw and a ball spline, and uses a shaft member in which a screw shaft of the ball screw and a shaft of the ball spline are connected. In this configuration, the shaft member performs linear motion as the nut of the ball screw rotates, and the shaft member performs rotational motion as the spline outer cylinder of the ball spline rotates.

また、特許文献1のアクチュエータは、二軸一体型モータを備える。二軸一体型モータは、第1ロータと、第1ロータの径方向外側に配置される第2ロータと、を有する。第1ロータにナットが固定されナットの回転により軸部材が直動運動をする。第2ロータにより軸部材が回転運動をする。 Moreover, the actuator of Patent Document 1 includes a two-shaft integrated motor. The two-shaft integrated motor includes a first rotor and a second rotor disposed radially outside the first rotor. A nut is fixed to the first rotor, and rotation of the nut causes the shaft member to perform linear motion. The shaft member rotates by the second rotor.

特開2013-230076号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-230076

特許文献1のアクチュエータは、第1ロータの径方向外側に第2ロータが配置される二軸一体型モータを有するため、フットプリントを小さくすることが困難となる可能性がある。 Since the actuator of Patent Document 1 includes a two-shaft integrated motor in which the second rotor is disposed radially outside the first rotor, it may be difficult to reduce the footprint.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、フットプリントを小さくして省スペース化が図れるアクチュエータを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide an actuator that can have a small footprint and save space.

本開示のアクチュエータは、第1ステータと前記第1ステータに対して中心軸を中心とする軸回り方向に回転可能な第1ロータとを有する第1モータと、前記第1モータに対して前記中心軸の軸線方向に離隔して配置されると共に、第2ステータと前記第2ステータに対して回転可能で前記第1ロータの前記中心軸と同軸に配置される第2ロータとを有する第2モータと、前記第1ロータ及び前記第2ロータを前記軸線方向に沿って貫通し、前記第1ロータから前記2ロータの反対側に向けて前記軸線方向の一方に突出する第1部分の少なくとも一部に前記軸線方向に沿って延びるスプライン溝部が設けられ、前記第2ロータから前記第1ロータの反対側に向けて前記軸線方向の他方に突出する第2部分の少なくとも一部に雄ねじ部が設けられる軸部材と、前記軸部材の前記スプライン溝部と係合して当該スプライン溝部に沿って前記軸部材を前記軸線方向に案内させると共に、前記第1ロータと共に回転して前記軸部材を前記中心軸の軸回り方向に回転可能なスプライン外筒と、前記軸部材の前記雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が設けられ、前記第2ロータと共に回転して前記軸部材を前記中心軸の軸線方向に移動可能なナット部材と、を備える。 The actuator of the present disclosure includes a first motor having a first stator and a first rotor rotatable in a direction around a central axis relative to the first stator; a second motor that is spaced apart from each other in the axial direction of the shaft, has a second stator, and a second rotor that is rotatable relative to the second stator and coaxial with the central axis of the first rotor; and at least a portion of a first portion that passes through the first rotor and the second rotor along the axial direction and projects from the first rotor in one direction in the axial direction toward the opposite side of the two rotors. is provided with a spline groove portion extending along the axial direction, and a male screw portion is provided in at least a portion of the second portion that protrudes from the second rotor toward the opposite side of the first rotor in the other axial direction. A shaft member engages with the spline groove of the shaft member to guide the shaft member in the axial direction along the spline groove, and rotates together with the first rotor to guide the shaft member along the central axis. A nut that is provided with a spline outer cylinder that is rotatable in a direction around the axis, and a female threaded part that engages with the male threaded part of the shaft member, and that is rotatable together with the second rotor to move the shaft member in the axial direction of the central shaft. A member.

アクチュエータにおいては、スプライン外筒と、第1モータと、第2モータと、ナット部材とを中心軸の軸線方向に沿って配置される。従って、第1ロータの径方向外側に第2ロータが配置される二軸一体型モータを有するアクチュエータよりも、径方向の大きさが減少しフットプリントが小さくなって省スペース化が図れる。 In the actuator, a spline outer cylinder, a first motor, a second motor, and a nut member are arranged along the axial direction of the central shaft. Therefore, compared to an actuator having a two-shaft integrated motor in which the second rotor is disposed radially outside the first rotor, the radial size is reduced and the footprint is smaller, so that space can be saved.

また、第1モータと第2モータとが分離したため、それぞれのモータのトルクを個別に設定することができる。さらに、軸部材の一端側にスプライン外筒が設けられ、他端側にナット部材が設けられている。従って、軸部材の一端側にスプライン外筒及びナット部材がともに設けられている場合と比較して、スプライン外筒及びナット部材の回転による軸部材の振れや傾きが小さくなる。 Furthermore, since the first motor and the second motor are separated, the torque of each motor can be set individually. Further, a spline outer cylinder is provided at one end of the shaft member, and a nut member is provided at the other end. Therefore, compared to the case where both the spline outer cylinder and the nut member are provided on one end side of the shaft member, the deflection and inclination of the shaft member due to the rotation of the spline outer cylinder and the nut member are reduced.

望ましい形態として、前記軸部材における前記スプライン溝部の径は、前記雄ねじ部の径よりも大きい。 As a desirable form, the diameter of the spline groove in the shaft member is larger than the diameter of the male thread.

第1モータの駆動力によってスプライン外筒が中心軸の軸回り方向に回転し、スプライン外筒と共に軸部材が回転する。ここで、軸部材におけるスプライン溝部の径は、雄ねじ部の径よりも大きいため、スプライン溝部の剛性が雄ねじ部よりも高くなる。従って、軸部材を回転させて周方向の所定位置で停止させる場合に、当該所定位置により近い位置で停止させることができる。また、軸部材が周方向の所定位置になるまでに軸部材の回転操作を行う場合、最終的な所定位置に位置させるまでの時間が短縮される。 The driving force of the first motor rotates the spline outer cylinder in a direction around the central axis, and the shaft member rotates together with the spline outer cylinder. Here, since the diameter of the spline groove in the shaft member is larger than the diameter of the male thread, the rigidity of the spline groove is higher than that of the male thread. Therefore, when the shaft member is rotated and stopped at a predetermined position in the circumferential direction, it can be stopped at a position closer to the predetermined position. Moreover, when the shaft member is rotated until it reaches a predetermined position in the circumferential direction, the time required to finally position the shaft member at the predetermined position is shortened.

望ましい形態として、前記軸部材は、前記第1部分を含むシャフトと前記第2部分を含むネジ軸とに分割されると共に、前記シャフトとネジ軸とが連結部材を介して連結される。 As a desirable form, the shaft member is divided into a shaft including the first portion and a screw shaft including the second portion, and the shaft and the screw shaft are connected via a connecting member.

これにより、シャフト又はネジ軸に摩耗等が生じた場合に、シャフト又はネジ軸のうち摩耗等が生じた部材のみを交換すればよいため、部品コストの低減を図ることができる。 As a result, when wear or the like occurs on the shaft or screw shaft, only the worn member of the shaft or screw shaft needs to be replaced, so it is possible to reduce parts costs.

望ましい形態として、前記第1モータ及び第2モータは、ダイレクトドライブモータである。 Preferably, the first motor and the second motor are direct drive motors.

ダイレクトドライブモータは、減速機構を介さずに、発生した駆動力を対象物にダイレクトに伝達する。即ち、第1モータの駆動力によって直接にスプライン外筒を回転させることで軸部材を回転させることができる。また、第2モータの駆動力によって直接にナット部材を回転させることで軸部材を直動させることができる。 A direct drive motor directly transmits the generated driving force to an object without using a speed reduction mechanism. That is, the shaft member can be rotated by directly rotating the spline outer cylinder using the driving force of the first motor. Further, by directly rotating the nut member using the driving force of the second motor, the shaft member can be moved in a linear manner.

望ましい形態として、前記軸部材の第1部分の端部には、アーム取付部材が固定され、当該アーム取付部材は、ワークが取り付けられるアーム部を支持する。 As a desirable form, an arm attachment member is fixed to the end of the first portion of the shaft member, and the arm attachment member supports an arm portion to which a workpiece is attached.

軸部材の第1部分には前記スプライン溝部と係合するスプライン外筒が設けられるため、軸部材が回転する際に振れや傾きが小さくなる。従って、アーム取付部材及びアーム部が回転する際の振れや傾きも小さくなるため、ワークを安定的に回転及び昇降させることができる。 Since the first portion of the shaft member is provided with a spline outer cylinder that engages with the spline groove, deflection and inclination are reduced when the shaft member rotates. Therefore, vibration and inclination when the arm mounting member and the arm portion rotate are also reduced, so that the workpiece can be stably rotated and raised and lowered.

望ましい形態として、前記軸部材の第2部分が貫通するコレットと、前記軸部材の第2部分が貫通するピストンと、前記ピストンを収容するシリンダチューブと、前記ピストンを付勢する弾性部材と、を有するシリンダと、を含むクランプ機構を備え、前記ピストンは、前記弾性部材によって前記コレットの外周面に接することで、前記コレットを前記軸部材に押し付けるチャック部を有し、前記コレットは、前記シリンダチューブの内部に気体又は液体が供給されると、前記軸部材から離れる。 A desirable form includes a collet through which the second portion of the shaft member passes, a piston through which the second portion of the shaft member passes, a cylinder tube that accommodates the piston, and an elastic member that biases the piston. a clamping mechanism including a cylinder having a cylinder tube, the piston having a chuck portion that presses the collet against the shaft member by contacting the outer peripheral surface of the collet with the elastic member, and the collet having a chuck portion that presses the collet against the shaft member; When gas or liquid is supplied into the interior of the shaft member, it separates from the shaft member.

この構成によれば、弾性部材は、チャック部をコレットの外周面に接するように付勢することができる。そして、チャック部は、コレットを軸部材に押し付けて軸部材をクランプすることができる。また、チャック部は、コレットの外周面に接する構成であるため、該外周面と径方向において重なる。このような構成により、クランプ機構の軸線方向の寸法を小さくすることができる。また、シリンダチューブの内部に気体又は液体を供給することで、軸部材をアンクランプすることができる。また、電源が遮断された場合においても、軸部材をクランプ機構で保持することができる。 According to this configuration, the elastic member can urge the chuck portion to come into contact with the outer circumferential surface of the collet. The chuck section can press the collet against the shaft member and clamp the shaft member. Further, since the chuck portion is configured to be in contact with the outer circumferential surface of the collet, it overlaps with the outer circumferential surface in the radial direction. With this configuration, the axial dimension of the clamp mechanism can be reduced. Furthermore, the shaft member can be unclamped by supplying gas or liquid to the inside of the cylinder tube. Further, even when the power is cut off, the shaft member can be held by the clamp mechanism.

望ましい形態として、前記外周面は、前記チャック部に近づくにつれて径が小さくなるテーパ面であり、前記チャック部は、前記外周面と対向する傾斜面である。 As a desirable form, the outer circumferential surface is a tapered surface whose diameter decreases as it approaches the chuck portion, and the chuck portion is an inclined surface facing the outer circumferential surface.

この構成によれば、傾斜面は、シリンダチューブの内部へ気体又は液体が供給されていない場合に、テーパ面と面接触することができる。これにより、コレットの外周面とチャック部とが線接触、又は点接触する場合と比較して、コレットとチャック部との間に生じる摩擦力を大きくすることができる。したがって、コレットが軸部材をクランプしている場合に、コレットの外周面とチャック部とが滑ることを抑制できる。 According to this configuration, the inclined surface can make surface contact with the tapered surface when no gas or liquid is supplied to the inside of the cylinder tube. Thereby, the frictional force generated between the collet and the chuck part can be increased compared to the case where the outer circumferential surface of the collet and the chuck part are in line contact or point contact. Therefore, when the collet clamps the shaft member, it is possible to prevent the outer peripheral surface of the collet and the chuck portion from slipping.

望ましい形態として、前記スプライン外筒の径方向外側は、転がり軸受を介してスプライン外筒用ハウジングで支持される。 As a desirable form, the radially outer side of the spline outer cylinder is supported by a spline outer cylinder housing via a rolling bearing.

ワークを支持する軸部材がワークからの回転モーメントを受ける場合には、軸部材が中心軸に対して傾く方向に力を受ける可能性がある。ここで、スプライン外筒の径方向外側は、軸受を介してスプライン外筒用ハウジングで支持されている。従って、中心軸の軸線方向に直交する径方向へのスプライン外筒の変位又は振動が抑制される。 When a shaft member that supports a workpiece receives a rotational moment from the workpiece, there is a possibility that the shaft member receives a force in a direction that tilts the shaft member with respect to the central axis. Here, the radially outer side of the spline outer cylinder is supported by the spline outer cylinder housing via a bearing. Therefore, displacement or vibration of the spline outer cylinder in the radial direction perpendicular to the axial direction of the central shaft is suppressed.

望ましい形態として、前記第1部分の先端に固定されるアーム取付部材に設けられ前記第1部分の外周を覆う筒状部と、前記第1部分と、の間に円筒状の隙間が形成される。 As a desirable form, a cylindrical gap is formed between the first part and a cylindrical part provided on an arm attachment member fixed to the tip of the first part and covering the outer periphery of the first part. .

当該円筒状の隙間により、前記第1部分と前記円筒状の隙間の外部との間にラビリンス構造が形成されるため、アーム取付部材の内方の防塵性及び防水性が高められる。 Due to the cylindrical gap, a labyrinth structure is formed between the first portion and the outside of the cylindrical gap, so that the dustproof and waterproof properties of the inside of the arm mounting member are improved.

本発明によれば、フットプリントを小さくして省スペース化が可能なアクチュエータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an actuator that can have a small footprint and save space.

図1は、第1実施形態のアクチュエータの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of the actuator of the first embodiment. 図2は、第1実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。FIG. 2 is a sectional view of the actuator of the first embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit. 図3は、第2実施形態のアクチュエータの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the actuator of the second embodiment. 図4は、第2実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator of the second embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit. 図5は、第3実施形態のアクチュエータの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of the actuator of the third embodiment. 図6は、図5の要部を拡大した断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 図7は、図5の別の要部を拡大した断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of another essential part of FIG. 図8は、第3実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。FIG. 8 is a cross-sectional view of the actuator of the third embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit. 図9は、第4実施形態のアクチュエータの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of the actuator of the fourth embodiment. 図10は、第4実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。FIG. 10 is a sectional view of the actuator of the fourth embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit.

発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Modes for carrying out the invention (embodiments) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. Further, the constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のアクチュエータの断面図である。図1の断面は、後述する第1ロータ及び第2ロータの中心軸AXを含む平面による断面である。図2は、第1実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。
[First embodiment]
FIG. 1 is a sectional view of the actuator of the first embodiment. The cross section of FIG. 1 is a cross section taken by a plane including central axes AX of a first rotor and a second rotor, which will be described later. FIG. 2 is a sectional view of the actuator of the first embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit.

図1に示すように、アクチュエータ1は、例えば、ピックアンドプレース装置として用いられる。アクチュエータ1は、アーム部80と、第1モータM1と、第2モータM2と、軸部材SFと、スプライン外筒61と、ナット部材51と、を備える。 As shown in FIG. 1, the actuator 1 is used, for example, as a pick-and-place device. The actuator 1 includes an arm portion 80, a first motor M1, a second motor M2, a shaft member SF, a spline outer cylinder 61, and a nut member 51.

以下、Z方向に平行な方向であって、第1モータM1からアーム部80に向けた方向を上方とし、アーム部80から第1モータM1に向けた方向を下方として説明する。また、アーム部80の中心軸AXの軸線方向は、Z方向と同一とする。 Hereinafter, the direction parallel to the Z direction, from the first motor M1 toward the arm section 80 will be referred to as an upper direction, and the direction from the arm section 80 toward the first motor M1 will be referred to as a lower direction. Further, the axial direction of the central axis AX of the arm portion 80 is the same as the Z direction.

アーム部80は、例えば、単一のアームのみを有する片持ちのアームである。アクチュエータ1は、例えば、アーム部80の中心軸AXをZ方向に向けた状態で固定台STに固定されている。アーム部80は、アーム取付部材70の上に固定される。アーム取付部材70は、後述するシャフト63の上端にボルトを介して固定される。アクチュエータ1は、アーム部80をZ方向(直動方向、中心軸AXの軸線方向)に上下させ、アーム部80をZ方向と直交する平面内で、中心軸AXの軸回り方向に回転させる。アーム部80には図示しないワークが搭載されるため、ワークが所望の位置に移送される。 The arm portion 80 is, for example, a cantilevered arm having only a single arm. The actuator 1 is fixed to a fixed base ST, for example, with the central axis AX of the arm portion 80 oriented in the Z direction. The arm portion 80 is fixed onto the arm mounting member 70. The arm attachment member 70 is fixed to the upper end of a shaft 63, which will be described later, via a bolt. The actuator 1 moves the arm portion 80 up and down in the Z direction (linear motion direction, axial direction of the central axis AX), and rotates the arm portion 80 in a direction around the central axis AX within a plane perpendicular to the Z direction. Since a workpiece (not shown) is mounted on the arm portion 80, the workpiece is transferred to a desired position.

第1モータM1は、第1ステータ10と、第1ロータ20と、第1モータハウジング40と、第1回転検出部101と、を有する。 The first motor M1 includes a first stator 10, a first rotor 20, a first motor housing 40, and a first rotation detection section 101.

第1ステータ10の径方向内側には、第1ステータ保持体11が配置される。第1ステータ10は、第1ステータ保持体11に固定される。第1ロータ20は、第1ステータ10の外周側に配置される。第1ロータ20は、中心軸AXを中心として回転する。第1ロータ20は、第1ロータブラケット21と、第1ロータブラケット21の径方向内側に固定され永久磁石を有する第1ロータコア22とを有する。第1ロータブラケット21は、中心軸AXを中心とする筒状に形成されている。また、第1ロータブラケット21は、第1軸受31の外輪を支持する外輪押さえ21aを有する。 A first stator holder 11 is arranged inside the first stator 10 in the radial direction. The first stator 10 is fixed to a first stator holder 11. The first rotor 20 is arranged on the outer peripheral side of the first stator 10. The first rotor 20 rotates around the central axis AX. The first rotor 20 includes a first rotor bracket 21 and a first rotor core 22 fixed to the radially inner side of the first rotor bracket 21 and having a permanent magnet. The first rotor bracket 21 is formed into a cylindrical shape centered on the central axis AX. Further, the first rotor bracket 21 has an outer ring retainer 21a that supports the outer ring of the first bearing 31.

第1ステータ10及び第1ロータ20は、中心軸AXを中心として同軸に配置されている。第1ロータ20は、第1ステータ10及び第1ステータ保持体11の径方向外側に配置され、第1ステータ10に対して相対回転する。換言すると、第1ロータ20は、第1軸受31を介して、第1ステータ10及び第1ステータ保持体11に回転可能に支持される。第1ステータ保持体11は、ボルトを介して第1モータハウジング40に固定されている。第1ステータ10は、中心軸AXの周りに筒状に設けられている。 The first stator 10 and the first rotor 20 are coaxially arranged around the central axis AX. The first rotor 20 is arranged on the radially outer side of the first stator 10 and the first stator holder 11 and rotates relative to the first stator 10 . In other words, the first rotor 20 is rotatably supported by the first stator 10 and the first stator holder 11 via the first bearing 31 . The first stator holder 11 is fixed to the first motor housing 40 via bolts. The first stator 10 is provided in a cylindrical shape around the central axis AX.

第1モータハウジング40は、例えば円筒状に形成され、第1モータM1を収容する。第1モータハウジング40の上端は、開口しており、当該開口部には第1蓋部材111が設けられる。第1蓋部材111は、ボルトを介して第1ロータブラケット21の外輪押さえ21aに固定される。第1蓋部材111の径方向中央部には貫通孔が設けられ、貫通孔はスプライン外筒61で覆われる。第1蓋部材111の下面には、上方に凹む凹部112が設けられる。 The first motor housing 40 has a cylindrical shape, for example, and accommodates the first motor M1. The upper end of the first motor housing 40 is open, and a first lid member 111 is provided in the opening. The first lid member 111 is fixed to the outer ring retainer 21a of the first rotor bracket 21 via bolts. A through hole is provided in the radial center of the first lid member 111, and the through hole is covered with a spline outer cylinder 61. A recess 112 recessed upward is provided on the lower surface of the first lid member 111 .

スプライン外筒61の下端部には、径方向に広がるフランジ62が設けられる。フランジ62が凹部112に挿入された状態で、フランジ62が第1蓋部材111にボルトを介して固定される。また、第1モータハウジング40の上端には、径方向外側に広がる取付用フランジ40aが設けられる。取付用フランジ40aは、固定台STの上面に載置され、ボルトを介して固定台STに固定可能である。第1蓋部材111の外周端と第1モータハウジング40の内周端との間には、微小な隙間が形成され、第1蓋部材111が第1モータハウジング40に対して回転可能となる。 A radially extending flange 62 is provided at the lower end of the spline outer cylinder 61. With the flange 62 inserted into the recess 112, the flange 62 is fixed to the first lid member 111 via bolts. Furthermore, an attachment flange 40a that extends outward in the radial direction is provided at the upper end of the first motor housing 40. The mounting flange 40a is placed on the upper surface of the fixed base ST, and can be fixed to the fixed base ST via bolts. A minute gap is formed between the outer peripheral end of the first lid member 111 and the inner peripheral end of the first motor housing 40, so that the first lid member 111 can rotate relative to the first motor housing 40.

第1回転検出部101は、例えば、レゾルバである。第1回転検出部101は、第1モータM1の回転状態を検出する。第1回転検出部101は、第1軸受31の上側に配置される。 The first rotation detection unit 101 is, for example, a resolver. The first rotation detection unit 101 detects the rotation state of the first motor M1. The first rotation detection section 101 is arranged above the first bearing 31.

第2モータM2は、第1モータM1に対して中心軸AXの軸線方向に並んで配置される。第2モータM2は、第2ステータ10Aと、第2ロータ20Aと、第2モータハウジング40Aと、第2回転検出部101Aと、を有する。第1モータM1及び第2モータM2は、円筒状のダイレクトドライブモータである。 The second motor M2 is arranged in line with the first motor M1 in the axial direction of the center axis AX. The second motor M2 includes a second stator 10A, a second rotor 20A, a second motor housing 40A, and a second rotation detection section 101A. The first motor M1 and the second motor M2 are cylindrical direct drive motors.

第2ロータ20Aは、第2ステータ10Aの外周側に配置される。第2ロータ20Aは、中心軸AXを中心として回転する。即ち、第2ロータ20Aの中心軸は、第1ロータ20の中心軸AXと同軸である。第2ロータ20Aは、第2ロータブラケット21Aと、第2ロータブラケット21Aの径方向内側に固定され永久磁石を有する第2ロータコア22Aとを有する。第2ロータブラケット21Aは、中心軸AXを中心とする筒状に形成されている。第2ステータ10A及び第2ロータ20Aは、中心軸AXを中心として同軸に配置されている。 The second rotor 20A is arranged on the outer peripheral side of the second stator 10A. The second rotor 20A rotates around the central axis AX. That is, the central axis of the second rotor 20A is coaxial with the central axis AX of the first rotor 20. The second rotor 20A includes a second rotor bracket 21A and a second rotor core 22A fixed to the radially inner side of the second rotor bracket 21A and having a permanent magnet. The second rotor bracket 21A is formed into a cylindrical shape centered on the central axis AX. The second stator 10A and the second rotor 20A are coaxially arranged around the central axis AX.

第2ロータ20Aは、第2ステータ10A及び第2ステータ保持体11Aの径方向外側に配置され、第2ステータ10A及び第2ステータ保持体11Aに対して相対回転する。換言すると、第2ロータ20Aは、第2軸受32を介して、第2ステータ10A及び第2ステータ保持体11Aに回転可能に支持される。第2ステータ10Aは、第2ステータ10Aの径方向内側に配置された第2ステータ保持体11Aに固定されている。第2ステータ保持体11Aは、ボルトを介して第2モータハウジング40Aに固定されている。第2ステータ10Aは、中心軸AXの周りに筒状に設けられている。 The second rotor 20A is arranged on the radially outer side of the second stator 10A and the second stator holder 11A, and rotates relative to the second stator 10A and the second stator holder 11A. In other words, the second rotor 20A is rotatably supported by the second stator 10A and the second stator holder 11A via the second bearing 32. The second stator 10A is fixed to a second stator holder 11A arranged radially inside the second stator 10A. The second stator holder 11A is fixed to the second motor housing 40A via bolts. The second stator 10A is provided in a cylindrical shape around the central axis AX.

ここで、軸部材SFについて説明する。軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53と、を有する。シャフト63は、アーム取付部材70から中心軸AXの軸線方向に沿って連結部100まで延びている。連結部100は、第2回転検出部101Aと並ぶ位置に設けられる。シャフト63は、大径部631と小径部632とを有する。大径部631は、アーム取付部材70から第1モータハウジング40の下底部40bまで延びている。 Here, the shaft member SF will be explained. The shaft member SF has an upper shaft 63 and a lower threaded shaft 53. The shaft 63 extends from the arm attachment member 70 to the connecting portion 100 along the axial direction of the central axis AX. The connecting portion 100 is provided at a position aligned with the second rotation detecting portion 101A. The shaft 63 has a large diameter portion 631 and a small diameter portion 632. The large diameter portion 631 extends from the arm attachment member 70 to the lower bottom portion 40b of the first motor housing 40.

大径部631の外周には、中心軸AXの軸線方向に延びるスプライン溝部633が周方向に間隔をおいて複数設けられる。スプライン外筒61の内周側には、図示しないが、スプライン溝部633に係合可能な複数の凸部を有するスプライン部が設けられる。このように、軸部材SFは、第1ロータ20から第2ロータ20Aの反対側に向けて軸線方向の一方である上方に突出する第1部分S1を有し、第1部分S1には、軸線方向に沿って延びるスプライン溝部633が設けられる。スプライン溝部633とスプライン部とが複数のボールを介して係合することで、スプライン部に沿って軸部材SFが軸線方向に案内されると共に、軸部材SFは第1ロータ20と共に回転することにより軸部材SFが中心軸の軸回り方向に回転可能となる。なお、小径部632は、大径部631の下端から連結部100まで延びている。このように、第1部分S1では、ころがり案内のボールスプラインが適用される。 On the outer periphery of the large diameter portion 631, a plurality of spline groove portions 633 extending in the axial direction of the center axis AX are provided at intervals in the circumferential direction. Although not shown, a spline portion having a plurality of convex portions that can be engaged with the spline groove portion 633 is provided on the inner peripheral side of the spline outer cylinder 61 . As described above, the shaft member SF has a first portion S1 that projects upwardly from the first rotor 20 toward the opposite side of the second rotor 20A, and the first portion S1 has an axial line. A spline groove portion 633 extending along the direction is provided. As the spline groove 633 and the spline part engage with each other via a plurality of balls, the shaft member SF is guided in the axial direction along the spline part, and the shaft member SF rotates together with the first rotor 20. The shaft member SF becomes rotatable in the direction around the central axis. Note that the small diameter portion 632 extends from the lower end of the large diameter portion 631 to the connecting portion 100. In this way, a rolling guide ball spline is applied to the first portion S1.

ネジ軸53は、連結部100からストッパ55まで延びている。ネジ軸53は、上方の大径部531と、下方の小径部532とを有する。ネジ軸53の大径部531の先端部(図1の上端部)には、上方に突出する細径部531aが設けられる。細径部531aの外周には、雄ねじが設けられる。シャフト63の小径部632の下端部には、凹部632aが設けられる。凹部632aの内周には、細径部531aの雄ねじと噛み合う雌ねじが設けられる。凹部632aの内周の雌ねじは、細径部531aの雄ねじと噛み合っている。これにより、シャフト63の小径部632とネジ軸53の大径部531とが一体に連結される。即ち、シャフト63とネジ軸53とがねじ締結によって連結される。なお、大径部531の外周には雄ねじ部533が形成される。即ち、軸部材SFは、第2ロータ20Aから第1ロータ20の反対側に向けて軸線方向の他方である下方に突出する第2部分S2を有し、第2部分S2には雄ねじ部533が設けられる。また、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径D1は、雄ねじ部533の径D2よりも大きい。なお、スプライン溝部633の径D1は、大径及び小径のうちの大径である。雄ねじ部533の径D2は、外径及び内径(谷径)のうちの外径である。 The screw shaft 53 extends from the connecting portion 100 to the stopper 55. The screw shaft 53 has an upper large diameter portion 531 and a lower small diameter portion 532. A small diameter portion 531a that projects upward is provided at the tip of the large diameter portion 531 of the screw shaft 53 (the upper end in FIG. 1). A male thread is provided on the outer periphery of the narrow diameter portion 531a. A recess 632a is provided at the lower end of the small diameter portion 632 of the shaft 63. A female thread that engages with the male thread of the narrow diameter portion 531a is provided on the inner periphery of the recess 632a. The female thread on the inner periphery of the recess 632a meshes with the male thread on the narrow diameter portion 531a. Thereby, the small diameter portion 632 of the shaft 63 and the large diameter portion 531 of the screw shaft 53 are integrally connected. That is, the shaft 63 and the screw shaft 53 are connected by screw fastening. Note that a male threaded portion 533 is formed on the outer periphery of the large diameter portion 531. That is, the shaft member SF has a second portion S2 that protrudes downward from the second rotor 20A toward the opposite side of the first rotor 20, which is the other side in the axial direction, and the second portion S2 has a male threaded portion 533. provided. Further, the diameter D1 of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter D2 of the male thread portion 533. Note that the diameter D1 of the spline groove portion 633 is the larger diameter of the larger diameter and the smaller diameter. The diameter D2 of the male threaded portion 533 is the outer diameter of the outer diameter and the inner diameter (trough diameter).

第2モータハウジング40Aは、例えば円筒状に形成され、第2モータM2を収容する。第2モータハウジング40Aの上端は、開口しており、当該開口部には軸部材SFが貫通して設けられる。開口部の外周には、中心軸AXの軸回り方向に環状に延びる上底部40Aaが設けられる。上底部40Aaは、第1モータハウジング40の下底部40bと当接し下底部40bにボルトを介して固定されている。第2モータハウジング40Aの下底部40Abも開口しており、当該開口部は、ナット用ハウジング42及びストッパ用カバー44で覆われる。 The second motor housing 40A is formed, for example, in a cylindrical shape and accommodates the second motor M2. The upper end of the second motor housing 40A is open, and the shaft member SF is provided to pass through the opening. An upper bottom portion 40Aa that extends annularly in a direction around the center axis AX is provided on the outer periphery of the opening. The upper base portion 40Aa is in contact with the lower base portion 40b of the first motor housing 40 and is fixed to the lower base portion 40b via a bolt. The lower bottom 40Ab of the second motor housing 40A is also open, and the opening is covered with the nut housing 42 and the stopper cover 44.

ナット用ハウジング42は、上端フランジ42aと、上端フランジ42aの内周端から下方に延びる筒状に形成された筒状部42bと、筒状部42bの下端から内周側に延びる底部42cとを有する。上端フランジ42aは、第2モータハウジング40Aの下底部40Abにボルトを介して固定されている。ストッパ用カバー44は、ナット用ハウジング42の底部42cにボルトを介して固定されている。底部42cには、貫通孔が設けられ、ネジ軸53の小径部532が貫通して設けられる。 The nut housing 42 includes an upper end flange 42a, a cylindrical part 42b formed in a cylindrical shape extending downward from the inner peripheral end of the upper end flange 42a, and a bottom part 42c extending inward from the lower end of the cylindrical part 42b. have The upper end flange 42a is fixed to the lower bottom portion 40Ab of the second motor housing 40A via bolts. The stopper cover 44 is fixed to the bottom 42c of the nut housing 42 via bolts. A through hole is provided in the bottom portion 42c, through which the small diameter portion 532 of the screw shaft 53 is provided.

小径部532の下端には、ストッパ55がナット56によって取り付けられている。ストッパ55は、円環形状の部材である。ストッパ55は、ネジ軸53に挿入されている。ストッパ55のZ方向上側には、円環形状の緩衝部材55aが配置されている。緩衝部材55aは、例えば、弾性体のウレタンゴムである。軸部材SFが上昇して、緩衝部材55aを介してストッパ55がナット用ハウジング42の底部42cに当たることによって軸部材SFの上昇を規制することができる。ナット用ハウジング42の内方には、ナット部材51と、第2連結ブラケット45とが収容される。 A stopper 55 is attached to the lower end of the small diameter portion 532 with a nut 56. The stopper 55 is an annular member. The stopper 55 is inserted into the screw shaft 53. An annular buffer member 55a is arranged above the stopper 55 in the Z direction. The buffer member 55a is, for example, an elastic urethane rubber. When the shaft member SF rises, the stopper 55 hits the bottom portion 42c of the nut housing 42 via the buffer member 55a, thereby restricting the rise of the shaft member SF. A nut member 51 and a second connection bracket 45 are housed inside the nut housing 42 .

ナット部材51の内周側には、雌ねじ部が設けられる。雌ねじ部は、軸部材SFの第2部分S2の雄ねじ部533と複数のボールを介して噛み合う。ナット部材51の径方向外側には、第2連結ブラケット45が配置される。ナット部材51の下端には、径方向外側に広がるフランジ部51aが形成される。フランジ部51aは、ボルトを介して第2連結ブラケット45に固定される。第2連結ブラケット45の上端には、径方向外側に広がるフランジ45aが設けられ、フランジ45aはボルトを介して第1連結ブラケット46に固定される。このように、第2部分S2では、ころがり案内のボールねじが適用される。 A female screw portion is provided on the inner peripheral side of the nut member 51 . The female threaded portion engages with the male threaded portion 533 of the second portion S2 of the shaft member SF via a plurality of balls. A second connection bracket 45 is arranged on the radially outer side of the nut member 51. A flange portion 51a that extends outward in the radial direction is formed at the lower end of the nut member 51. The flange portion 51a is fixed to the second connection bracket 45 via bolts. A flange 45a extending radially outward is provided at the upper end of the second connection bracket 45, and the flange 45a is fixed to the first connection bracket 46 via bolts. In this way, a rolling guide ball screw is applied to the second portion S2.

第1連結ブラケット46は、ボルトを介して第2ロータブラケット21Aに固定される。このように、ナット部材51と、第2連結ブラケット45と、第1連結ブラケット46と、第2ロータブラケット21Aとは、一体になって回転可能である。詳細には、ナット部材51、第2連結ブラケット45、第1連結ブラケット46及び第2ロータブラケット21Aは、第2軸受32を介して、第2ステータ10A及び第2ステータ保持体11Aに対して回転可能に支持される。 The first connection bracket 46 is fixed to the second rotor bracket 21A via a bolt. In this way, the nut member 51, the second connection bracket 45, the first connection bracket 46, and the second rotor bracket 21A are rotatable as one unit. Specifically, the nut member 51, the second connection bracket 45, the first connection bracket 46, and the second rotor bracket 21A rotate with respect to the second stator 10A and the second stator holder 11A via the second bearing 32. Possibly supported.

第2回転検出部101Aは、例えば、レゾルバである。第2回転検出部101Aは、第2モータM2の回転状態を検出する。第2回転検出部101Aは、軸方向において連結部100に並んだ位置に配置される。 The second rotation detection unit 101A is, for example, a resolver. The second rotation detection unit 101A detects the rotation state of the second motor M2. The second rotation detection section 101A is arranged at a position aligned with the coupling section 100 in the axial direction.

次に、アクチュエータ1の動きを説明する。 Next, the movement of the actuator 1 will be explained.

まず、軸部材SFが昇降する(直動する)態様を説明する。この態様では、第2モータM2のみが作動し、第1モータM1は作動しない。 First, the manner in which the shaft member SF moves up and down (directly moves) will be explained. In this mode, only the second motor M2 operates, and the first motor M1 does not operate.

図1に示すように、第2モータM2が作動すると、第2ロータ20Aが中心軸AXの軸回り方向に回転する。詳細には、第2ロータ20Aは、第2軸受32を介して、第2ステータ10A及び第2ステータ保持体11Aに対して中心軸AX回りに回転する。なお、第1ロータ20は、回転しない。 As shown in FIG. 1, when the second motor M2 operates, the second rotor 20A rotates in a direction around the central axis AX. Specifically, the second rotor 20A rotates around the central axis AX with respect to the second stator 10A and the second stator holder 11A via the second bearing 32. Note that the first rotor 20 does not rotate.

ナット部材51は、第2ロータ20Aと一体になっている。よって、ナット部材51も第2ロータ20Aと一体に中心軸AXの軸回り方向に回転する。ナット部材51の雌ねじ部は、軸部材SFの第2部分S2の雄ねじ部533と噛み合っているため、ナット部材51の回転により軸部材SFが軸線方向に沿って直動する。詳細には、図2に示すように、軸部材SFが軸線方向に沿って上昇する。なお、この状態では、また、軸部材SFが上昇して、緩衝部材55aを介してストッパ55がナット用ハウジング42の底部42cに当たることによって軸部材SFの上昇が規制される。 The nut member 51 is integrated with the second rotor 20A. Therefore, the nut member 51 also rotates together with the second rotor 20A in the direction around the central axis AX. Since the female threaded portion of the nut member 51 meshes with the male threaded portion 533 of the second portion S2 of the shaft member SF, rotation of the nut member 51 causes the shaft member SF to move linearly along the axial direction. Specifically, as shown in FIG. 2, the shaft member SF rises along the axial direction. In this state, the shaft member SF also rises, and the stopper 55 hits the bottom portion 42c of the nut housing 42 via the buffer member 55a, thereby restricting the rise of the shaft member SF.

次いで、軸部材SFが旋回する(回転する)態様を説明する。この態様では、軸部材SFのZ方向の移動の仕方により、第1の態様、第2の態様及び第3の態様が含まれる。 Next, the manner in which the shaft member SF pivots (rotates) will be explained. This aspect includes a first aspect, a second aspect, and a third aspect depending on how the shaft member SF moves in the Z direction.

第1の態様では、第1モータM1が作動し、第2モータM2が作動しない。前述したように、スプライン溝部633とスプライン部とが噛み合う。これにより、スプライン外筒61のスプライン部に沿って軸部材SFが軸線方向に案内される。また、軸部材SFはスプライン外筒61を介して第1ロータ20と共に回転することにより、軸部材SFが中心軸AXの軸回り方向に回転可能となる。さらに、第2モータM2が作動しないためナット部材51も回転しない。よって、スプライン外筒61によって軸部材SFが回転すると、ナット部材51により軸部材SFが軸線方向に沿って直動する。以上より、第1の態様では、軸部材SFはスプライン外筒61と一体に回転しつつ、静止したナット部材51と相対的に回転することでZ方向に直動する。 In the first mode, the first motor M1 is activated and the second motor M2 is not activated. As described above, the spline groove portion 633 and the spline portion mesh with each other. Thereby, the shaft member SF is guided in the axial direction along the spline portion of the spline outer cylinder 61. Further, the shaft member SF rotates together with the first rotor 20 via the spline outer cylinder 61, so that the shaft member SF can rotate in a direction around the center axis AX. Furthermore, since the second motor M2 does not operate, the nut member 51 also does not rotate. Therefore, when the shaft member SF is rotated by the spline outer cylinder 61, the shaft member SF is moved linearly along the axial direction by the nut member 51. As described above, in the first aspect, the shaft member SF rotates integrally with the spline outer cylinder 61 and moves linearly in the Z direction by rotating relative to the stationary nut member 51.

第2の態様では、軸部材SFはスプライン外筒61と一体に回転しつつ、軸部材SFのZ方向の位置が変化しないようにナット部材51を回転させる。従って、第2の態様では、第1モータM1及び第2モータM2の双方を作動させる。即ち、第1モータM1による回転は第1の態様と同様であり、軸部材SFはスプライン外筒61を介して第1ロータ20と共に回転することにより、軸部材SFが中心軸AXの軸回り方向に回転可能となる。第2モータM2は、第1の態様では作動させなかったが、軸部材SFが直動する方向と逆方向にナット部材51を回転させる。以上より、第2の態様では、軸部材SFのZ方向の位置が変化しないまま、軸部材SFがスプライン外筒61と一体に回転する。 In the second mode, the shaft member SF rotates together with the spline outer cylinder 61 while the nut member 51 is rotated so that the position of the shaft member SF in the Z direction does not change. Therefore, in the second mode, both the first motor M1 and the second motor M2 are operated. That is, the rotation by the first motor M1 is similar to the first aspect, and the shaft member SF rotates together with the first rotor 20 via the spline outer cylinder 61, so that the shaft member SF rotates in the direction around the center axis AX. It becomes possible to rotate. Although the second motor M2 was not operated in the first embodiment, it rotates the nut member 51 in a direction opposite to the direction in which the shaft member SF moves linearly. As described above, in the second aspect, the shaft member SF rotates together with the spline outer cylinder 61 while the position of the shaft member SF in the Z direction does not change.

第3の態様では、軸部材SFはスプライン外筒61と一体に回転しつつ、ナット部材51の回転速度を適宜調整することにより、軸部材SFが直動する速度(Z方向の移動速度)を可変させる。従って、第3の態様では、第1モータM1及び第2モータM2の双方を作動させる。即ち、第1モータM1による回転は第1及び第2の態様と同様であり、軸部材SFはスプライン外筒61を介して第1ロータ20と共に回転することにより、軸部材SFが中心軸AXの軸回り方向に回転可能となる。第2モータM2は、軸部材SFの所望する直動の速度に合わせて、モータの回転速度を設定する。以上より、第3の態様では、軸部材SFのZ方向の移動速度を適宜に調整しつつ、軸部材SFがスプライン外筒61と一体に回転する。 In the third aspect, the shaft member SF rotates integrally with the spline outer cylinder 61, and by appropriately adjusting the rotation speed of the nut member 51, the speed at which the shaft member SF moves linearly (moving speed in the Z direction) can be adjusted. Make it variable. Therefore, in the third mode, both the first motor M1 and the second motor M2 are operated. That is, the rotation by the first motor M1 is the same as in the first and second embodiments, and the shaft member SF rotates together with the first rotor 20 via the spline outer cylinder 61, so that the shaft member SF rotates around the central axis AX. It becomes possible to rotate around the axis. The second motor M2 sets its rotational speed in accordance with the desired linear motion speed of the shaft member SF. As described above, in the third aspect, the shaft member SF rotates integrally with the spline outer cylinder 61 while appropriately adjusting the moving speed of the shaft member SF in the Z direction.

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ1は、第1ステータ10と第1ステータ10に対して中心軸AXを中心とする軸回り方向に回転可能な第1ロータ20とを有する第1モータM1と、第1モータM1に対して中心軸AXの軸線方向に離隔して配置されると共に、第2ステータ10Aと第2ステータ10Aに対して回転可能で第1ロータ20の中心軸AXと同軸に配置される第2ロータ20Aとを有する第2モータM2と、第1ロータ20及び第2ロータ20Aを軸線方向に沿って貫通し、第1ロータ20から第2ロータ20Aの反対側に向けて軸線方向の一方に突出する第1部分S1の少なくとも一部に軸線方向に沿って延びるスプライン溝部633が設けられ、第2ロータ20Aから第1ロータ20の反対側に向けて軸線方向の他方に突出する第2部分S2の少なくとも一部に雄ねじ部533が設けられる軸部材SFと、軸部材SFのスプライン溝部633と係合してスプライン溝部633に沿って軸部材SFを軸線方向に案内させると共に、第1ロータ20と共に回転して軸部材SFを中心軸AXの軸回り方向に回転可能なスプライン外筒61と、軸部材SFの雄ねじ部533と噛み合う雌ねじ部が設けられ、第2ロータ20Aと共に回転して軸部材SFを中心軸AXの軸線方向に移動可能なナット部材51と、を備える。 As described above, the actuator 1 of the present embodiment includes a first motor having a first stator 10 and a first rotor 20 that is rotatable in a direction around the central axis AX with respect to the first stator 10. M1, which is spaced apart from the first motor M1 in the axial direction of the central axis AX, is rotatable with respect to the second stator 10A, and is coaxial with the central axis AX of the first rotor 20. A second motor M2 having a second rotor 20A disposed in A spline groove 633 extending along the axial direction is provided in at least a portion of the first portion S1 that protrudes in one axial direction, and protrudes in the other axial direction from the second rotor 20A toward the opposite side of the first rotor 20. A shaft member SF in which a male threaded portion 533 is provided in at least a portion of the second portion S2 engages with a spline groove 633 of the shaft member SF to guide the shaft member SF in the axial direction along the spline groove 633; A spline outer cylinder 61 that can rotate together with the first rotor 20 to rotate the shaft member SF in the direction around the central axis AX, and a female threaded part that engages with the male threaded part 533 of the shaft member SF, are provided and rotated together with the second rotor 20A. and a nut member 51 capable of moving the shaft member SF in the axial direction of the center axis AX.

アクチュエータ1においては、スプライン外筒61と、第1モータM1と、第2モータM2と、ナット部材51とを中心軸AXの軸線方向に沿って配置している。従って、第1ロータ20の径方向外側に第2ロータ20Aが配置される二軸一体型モータを有するアクチュエータよりも、径方向の大きさが減少してフットプリントが小さくなる。 In the actuator 1, a spline outer cylinder 61, a first motor M1, a second motor M2, and a nut member 51 are arranged along the axial direction of the central axis AX. Therefore, the radial size is reduced and the footprint is smaller than an actuator having a two-shaft integrated motor in which the second rotor 20A is arranged radially outside the first rotor 20.

また、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径は、雄ねじ部533の径よりも大きい。 Further, the diameter of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter of the male thread portion 533.

第1モータM1の駆動力によってスプライン外筒61が中心軸AXの軸回り方向に回転し、スプライン外筒61と共に軸部材SFが回転する。ここで、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径は、雄ねじ部533の径よりも大きいため、スプライン溝部633の剛性が雄ねじ部533よりも高くなる。従って、軸部材SFを回転させて周方向の所定位置で停止させる場合に、当該所定位置により近い位置で停止させることができる。また、軸部材SFが周方向の所定位置になるまでに軸部材SFの回転操作を行う場合、最終的な所定位置に位置させるまでの時間が短縮される。 The driving force of the first motor M1 rotates the spline outer cylinder 61 in a direction around the center axis AX, and the shaft member SF rotates together with the spline outer cylinder 61. Here, since the diameter of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter of the male thread portion 533, the rigidity of the spline groove portion 633 is higher than that of the male thread portion 533. Therefore, when the shaft member SF is rotated and stopped at a predetermined position in the circumferential direction, it can be stopped at a position closer to the predetermined position. Furthermore, when the shaft member SF is rotated until the shaft member SF is at a predetermined position in the circumferential direction, the time required to position the shaft member SF at the final predetermined position is shortened.

スプライン外筒61は、第1モータM1の出力軸の近くに配置され、ナット部材51は、第2モータM2の出力軸の近くに配置される。従って、スプライン外筒61には、第1モータM1の出力軸の振れ及び傾きの影響が及び難くなり、スプライン外筒61を精度よく組み付けることができる。ナット部材51には、第2モータM2の出力軸の振れ及び傾きの影響が及び難くなり、ナット部材51を精度よく組み付けることができる。 The spline outer cylinder 61 is arranged near the output shaft of the first motor M1, and the nut member 51 is arranged near the output shaft of the second motor M2. Therefore, the spline outer cylinder 61 is less affected by the vibration and inclination of the output shaft of the first motor M1, and the spline outer cylinder 61 can be assembled with high precision. The nut member 51 is less affected by the vibration and inclination of the output shaft of the second motor M2, and the nut member 51 can be assembled with high precision.

第1モータM1と第2モータM2とが分離したため、それぞれのモータのトルクを個別に設定することができる。 Since the first motor M1 and the second motor M2 are separated, the torque of each motor can be set individually.

軸部材SFの一端側にスプライン外筒61が設けられ、他端側にナット部材51が設けられている。従って、軸部材SFの一端側にスプライン外筒61及びナット部材51がともに設けられている場合と比較して、スプライン外筒61及びナット部材51の回転による軸部材SFの振れや傾きが小さくなる。 A spline outer cylinder 61 is provided at one end of the shaft member SF, and a nut member 51 is provided at the other end. Therefore, compared to the case where both the spline outer cylinder 61 and the nut member 51 are provided on one end side of the shaft member SF, the deflection and inclination of the shaft member SF due to the rotation of the spline outer cylinder 61 and the nut member 51 are reduced. .

第1モータM1及び第2モータM2のそれぞれにおいて、モータハウジングとロータ及びステータとが分離しているため、モータの組み付け時に精度の調整(芯出し)が可能なため、精度よくモータを組み付けることができる。 In each of the first motor M1 and the second motor M2, the motor housing, rotor, and stator are separated, so precision adjustment (centering) is possible when assembling the motor, so the motor can be assembled with high precision. can.

軸部材SFは、第1部分S1を含むシャフト63と第2部分S2を含むネジ軸53とに分割されると共に、シャフト63とネジ軸53とがねじ締結によって連結される。 The shaft member SF is divided into a shaft 63 including the first portion S1 and a screw shaft 53 including the second portion S2, and the shaft 63 and the screw shaft 53 are connected by screw fastening.

シャフト63又はネジ軸53に摩耗等が生じた場合に、摩耗等が生じた部材のみを交換すればよいため、部品コストの低減を図ることができる。 When the shaft 63 or the threaded shaft 53 is worn out, only the worn member needs to be replaced, so that parts costs can be reduced.

第1モータM1及び第2モータM2は、ダイレクトドライブモータである。 The first motor M1 and the second motor M2 are direct drive motors.

ダイレクトドライブモータは、減速機構を介さずに、発生した駆動力を対象物にダイレクトに伝達する。即ち、第1モータM1の駆動力によって直接にスプライン外筒61を回転させることで軸部材SFを回転させることができる。また、第2モータM2の駆動力によって直接にナット部材51を回転させることで軸部材SFを直動させることができる。 A direct drive motor directly transmits the generated driving force to an object without using a speed reduction mechanism. That is, the shaft member SF can be rotated by directly rotating the spline outer cylinder 61 with the driving force of the first motor M1. Further, by directly rotating the nut member 51 with the driving force of the second motor M2, the shaft member SF can be moved in a linear manner.

軸部材SFの第1部分S1の端部には、アーム取付部材70が固定され、アーム取付部材70は、ワークが取り付けられるアーム部80を支持する。 An arm attachment member 70 is fixed to the end of the first portion S1 of the shaft member SF, and the arm attachment member 70 supports an arm portion 80 to which a workpiece is attached.

軸部材SFの第1部分S1にはスプライン溝部633と係合するスプライン外筒61が設けられるため、軸部材SFが回転する際に振れや傾きが小さくなる。従って、アーム取付部材70及びアーム部80が回転する際の振れや傾きも小さくなるため、ワークを安定的に回転及び昇降させることができる。 Since the first portion S1 of the shaft member SF is provided with the spline outer cylinder 61 that engages with the spline groove portion 633, vibration and inclination are reduced when the shaft member SF rotates. Therefore, the vibration and inclination when the arm attachment member 70 and the arm portion 80 rotate are also reduced, so that the workpiece can be stably rotated and raised and lowered.

[第2実施形態]
次いで、第2実施形態に係るアクチュエータ1Aについて説明する。第1実施形態と同一の構成部位には、同一符号を付けて説明を省略する。以下、第1実施形態と相違する点を中心に説明する。
[Second embodiment]
Next, an actuator 1A according to a second embodiment will be explained. Components that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly explained.

図3は、第2実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが下限に位置している状態を示す。図4は、第2実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。 FIG. 3 is a sectional view of the actuator of the second embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the lower limit. FIG. 4 is a cross-sectional view of the actuator of the second embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit.

第2実施形態は、第1実施形態に対して軸部材SFの構造が相違する。即ち、第1実施形態では、軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53とに分割されている。ネジ軸53の大径部531とシャフト63の小径部632とは、ねじ締結によって一体に連結されている。 The second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the shaft member SF. That is, in the first embodiment, the shaft member SF is divided into an upper shaft 63 and a lower threaded shaft 53. The large diameter portion 531 of the screw shaft 53 and the small diameter portion 632 of the shaft 63 are integrally connected by screw fastening.

しかし、第2実施形態に係る軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53とが一体に繋がって形成されている。例えば、1本の円柱状の金属部材の外周部分を削ることによって、シャフト63及びネジ軸53の形状を有する軸部材SFが形成される。また、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径D1は、雄ねじ部533の径D2よりも大きい。ここで、スプライン溝部633の径D1は、大径及び小径のうちの大径である。雄ねじ部533の径D2は、外径及び内径(谷径)のうちの外径である。 However, the shaft member SF according to the second embodiment is formed by integrally connecting the upper shaft 63 and the lower threaded shaft 53. For example, the shaft member SF having the shapes of the shaft 63 and the screw shaft 53 is formed by cutting the outer peripheral portion of one cylindrical metal member. Further, the diameter D1 of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter D2 of the male thread portion 533. Here, the diameter D1 of the spline groove portion 633 is the larger diameter of the larger diameter and the smaller diameter. The diameter D2 of the male threaded portion 533 is the outer diameter of the outer diameter and the inner diameter (trough diameter).

なお、軸部材SFの昇降及び旋回については、第1実施形態と同じである。また、図3に示す軸部材SFの下限位置において、第2モータM2が作動すると、第2ロータ20Aとともにナット部材51も回転し、図4に示すように、軸部材SFが軸線方向に沿って上昇する。 Note that the lifting and lowering and turning of the shaft member SF are the same as in the first embodiment. Further, when the second motor M2 operates at the lower limit position of the shaft member SF shown in FIG. 3, the nut member 51 also rotates together with the second rotor 20A, and as shown in FIG. Rise.

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ1Aにおいて、軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53とが一体に繋がって形成されている。従って、シャフト63とネジ軸53とを分割して連結した場合よりも、軸部材SFの剛性が高くなる。 As explained above, in the actuator 1A of this embodiment, the shaft member SF is formed by integrally connecting the upper shaft 63 and the lower threaded shaft 53. Therefore, the rigidity of the shaft member SF becomes higher than when the shaft 63 and the threaded shaft 53 are connected separately.

[第3実施形態]
次いで、第3実施形態に係るアクチュエータ1Bについて説明する。第1実施形態及び第2実施形態と同一の構成部位には、同一符号を付けて説明を省略する。以下、第1実施形態と相違する点を中心に説明する。
図5は、第3実施形態のアクチュエータの断面図である。図6は、図5の要部を拡大した断面図である。図7は、図5の別の要部を拡大した断面図である。図8は、第3実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。
[Third embodiment]
Next, an actuator 1B according to a third embodiment will be described. Components that are the same as those in the first embodiment and the second embodiment are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly explained.
FIG. 5 is a sectional view of the actuator of the third embodiment. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of another essential part of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the actuator of the third embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit.

本実施形態では、第1モータM1よりも上側の部位(図6に詳細に示す)と、ナット部材51よりも下側の部位(図7に詳細に示す)とが、主に第1実施形態及び第2実施形態と相違している。
アーム取付部材70Aは、シャフト63の先端(上端)に連結される。アーム取付部材70Aは、連結部71と、筒状部72と、蓋部73とを有する。連結部71は、シャフト63の縮径部63aに連結される。
In the present embodiment, a portion above the first motor M1 (detailed in FIG. 6) and a portion below the nut member 51 (detailed in FIG. 7) are mainly used in the first embodiment. and is different from the second embodiment.
The arm attachment member 70A is connected to the tip (upper end) of the shaft 63. The arm attachment member 70A includes a connecting portion 71, a cylindrical portion 72, and a lid portion 73. The connecting portion 71 is connected to the reduced diameter portion 63a of the shaft 63.

図6に示すように、筒状部72は、円筒状に形成され、連結部71から下方に延びた状態で設けられる。筒状部72は、スプライン外筒用ハウジング43の第2筒状部432よりも外側に配置され、第2筒状部432の上部432aを収容する。筒状部72の下端には、凹部72aが設けられる。凹部72aは、内周面の下端が拡径されて形成される。凹部72aには、シール部77が配置される。 As shown in FIG. 6, the cylindrical portion 72 is formed in a cylindrical shape and is provided in a state extending downward from the connecting portion 71. As shown in FIG. The cylindrical part 72 is arranged outside the second cylindrical part 432 of the spline outer cylinder housing 43 and accommodates the upper part 432a of the second cylindrical part 432. A recess 72a is provided at the lower end of the cylindrical portion 72. The recessed portion 72a is formed by enlarging the lower end of the inner peripheral surface. A seal portion 77 is arranged in the recess 72a.

シール部77は、筒状部72とスプライン外筒用ハウジング43の第2筒状部432の上部432aとの間に形成される隙間を封止する。シール部77としては、例えば断面視でU字状又はコ字状の部材をリング状に形成した構造等が挙げられる。シール部77は、例えば弾性変形可能な材料を用いて形成される。シール部77により、シャフト63が外部から保護された状態となる。なお、凹部72aの下端部には、内側に突出する突起部72bが形成される。この突起部72bにより、シール部77の落下が抑制される。 The seal portion 77 seals a gap formed between the cylindrical portion 72 and the upper portion 432a of the second cylindrical portion 432 of the spline outer cylinder housing 43. Examples of the seal portion 77 include a structure in which a U-shaped or U-shaped member is formed into a ring shape when viewed in cross section. The seal portion 77 is formed using, for example, an elastically deformable material. The seal portion 77 protects the shaft 63 from the outside. Note that a protrusion 72b that protrudes inward is formed at the lower end of the recess 72a. This projection 72b prevents the seal portion 77 from falling.

また、筒状部72と第2筒状部432の上部432aとの間に円筒状の隙間が形成される。この隙間により、シャフト63と外部との間にラビリンス構造が形成されるため、防塵性及び防水性が高められる。 Further, a cylindrical gap is formed between the cylindrical portion 72 and the upper portion 432a of the second cylindrical portion 432. This gap forms a labyrinth structure between the shaft 63 and the outside, thereby improving dustproofness and waterproofness.

蓋部73は、ボルトにより連結部71の蓋部取り付け面71dに取り付けられる。蓋部73は、シャフト63の縮径部63aを外部から保護する。 The lid part 73 is attached to the lid part attachment surface 71d of the connecting part 71 with bolts. The lid portion 73 protects the reduced diameter portion 63a of the shaft 63 from the outside.

スプライン外筒用ハウジング43は、第1筒状部431と、第2筒状部432と、を有する。また、第1ロータブラケット21の上端には、第2蓋部材111Aがボルトを介して固定される。第2蓋部材111Aの上端には、スプライン外筒61Aのフランジ62Aがボルトを介して固定される。 The spline outer cylinder housing 43 has a first cylindrical part 431 and a second cylindrical part 432. Further, a second lid member 111A is fixed to the upper end of the first rotor bracket 21 via a bolt. A flange 62A of a spline outer cylinder 61A is fixed to the upper end of the second lid member 111A via a bolt.

第1筒状部431は、上下方向の上側に配置された第1円筒部431bと、第1円筒部431bの下側に配置された段部431dと、段部431dの下側に配置された第2円筒部431eとを有する。 The first cylindrical portion 431 includes a first cylindrical portion 431b disposed above in the vertical direction, a stepped portion 431d disposed below the first cylindrical portion 431b, and a stepped portion 431d disposed below the stepped portion 431d. It has a second cylindrical portion 431e.

第1円筒部431bには、径方向内側に延びる受け部431aが周方向に沿って円環状に設けられている。受け部431aの上面には、下方に凹む凹部が設けられ、凹部にOリング74が収容されている。第2筒状部432の下端面がOリング74を押圧した状態で、ボルトを介して第2筒状部432の下端部が第1筒状部431の受け部431aに固定される。第2円筒部431eの下端部431cの側面には、凹部が形成され、凹部にはOリング75が収容されている。 The first cylindrical portion 431b is provided with a receiving portion 431a extending radially inward in an annular shape along the circumferential direction. A downwardly recessed portion is provided on the upper surface of the receiving portion 431a, and the O-ring 74 is accommodated in the recessed portion. With the lower end surface of the second cylindrical portion 432 pressing against the O-ring 74, the lower end portion of the second cylindrical portion 432 is fixed to the receiving portion 431a of the first cylindrical portion 431 via a bolt. A recess is formed in the side surface of the lower end 431c of the second cylindrical portion 431e, and an O-ring 75 is accommodated in the recess.

第1モータハウジング40の上端部の内周面がOリング75を押圧している。この状態で、ボルトを介して第1筒状部431の下端部が第1モータハウジング40の上端部に固定される。さらに、第1モータハウジング40の上端部の外周面には、径方向内側に凹む凹部が設けられ、凹部にOリング76が収容されている。固定台STの内周面がOリング76を押圧した状態で、第1モータハウジング40の取付用フランジ40aが固定台STの上面にボルトを介して固定される。 The inner peripheral surface of the upper end of the first motor housing 40 presses the O-ring 75. In this state, the lower end of the first cylindrical portion 431 is fixed to the upper end of the first motor housing 40 via bolts. Furthermore, a recessed portion recessed radially inward is provided on the outer peripheral surface of the upper end portion of the first motor housing 40, and an O-ring 76 is accommodated in the recessed portion. With the inner peripheral surface of the fixed base ST pressing the O-ring 76, the mounting flange 40a of the first motor housing 40 is fixed to the upper surface of the fixed base ST via bolts.

図6に示すように、第1筒状部431において、第2円筒部431eと連結ブラケット34との間に第3軸受33が保持される。連結ブラケット34は、スプライン外筒61Aのフランジ62Aに固定される。よって、第3軸受33は、スプライン外筒61及び連結ブラケット34を回転自在に支持している。第3軸受33は、例えば、転がり軸受である。第3軸受33は、ウェーブワッシャ39a及び押さえ部材39bを介して段部431dに支持されている。第3軸受33は、ウェーブワッシャ39a及び押さえ部材39bにより、連結ブラケット34側に押し付けられている。また、第3軸受33は、第1筒状部431、第1モータハウジング40及び固定台STで径方向に支持されている。 As shown in FIG. 6, the third bearing 33 is held between the second cylindrical portion 431e and the connection bracket 34 in the first cylindrical portion 431. As shown in FIG. The connection bracket 34 is fixed to the flange 62A of the spline outer cylinder 61A. Therefore, the third bearing 33 rotatably supports the spline outer cylinder 61 and the connection bracket 34. The third bearing 33 is, for example, a rolling bearing. The third bearing 33 is supported by the step portion 431d via the wave washer 39a and the pressing member 39b. The third bearing 33 is pressed against the connection bracket 34 by a wave washer 39a and a pressing member 39b. Further, the third bearing 33 is supported in the radial direction by the first cylindrical portion 431, the first motor housing 40, and the fixed base ST.

ここで、軸部材SFについて説明する。軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53と、を有する。シャフト63は、アーム取付部材70Aから中心軸AXの軸線方向に沿って連結部100まで延びている。連結部100は軸方向において第2回転検出部101Aと並ぶ位置に設けられる。シャフト63は、縮径部63aと大径部63bと小径部63cとが一体になって構成される。大径部63bは、縮径部63aの下側に配置される第1大径部63b1と、第2筒状部432の内方に収容される第2大径部63b2と、スプライン外筒61Aの上端から第1モータハウジング40の下底部40bまで延びる第3大径部63b3とを有する。第3大径部63b3の外周には、中心軸AXの軸線方向に延びるスプライン溝部633が周方向に間隔をおいて複数設けられる。なお、第1ロータ20の上端よりも上方に突出してスプライン溝部633が設けられた部位が第1部分S1である。 Here, the shaft member SF will be explained. The shaft member SF has an upper shaft 63 and a lower threaded shaft 53. The shaft 63 extends from the arm attachment member 70A to the connecting portion 100 along the axial direction of the central axis AX. The connecting portion 100 is provided at a position aligned with the second rotation detecting portion 101A in the axial direction. The shaft 63 is constructed by integrating a reduced diameter portion 63a, a large diameter portion 63b, and a small diameter portion 63c. The large diameter portion 63b includes a first large diameter portion 63b1 disposed below the reduced diameter portion 63a, a second large diameter portion 63b2 accommodated inside the second cylindrical portion 432, and a spline outer cylinder 61A. It has a third large diameter portion 63b3 extending from the upper end to the lower bottom portion 40b of the first motor housing 40. A plurality of spline groove portions 633 extending in the axial direction of the central axis AX are provided on the outer periphery of the third large diameter portion 63b3 at intervals in the circumferential direction. Note that the portion where the spline groove portion 633 is provided and protrudes upward from the upper end of the first rotor 20 is the first portion S1.

ネジ軸53は、連結部100からストッパ55まで延びている。ネジ軸53は、上方の大径部531と、下方の小径部532とを有する。ネジ軸53の大径部531の上端部には、上方に突出する細径部531aが設けられる。細径部531aの外周には、雄ねじが設けられる。シャフト63の小径部632の下端部には、凹部632aが設けられる。凹部632aの内周には、細径部531aの雄ねじと噛み合う雌ねじが設けられる。凹部632aの内周の雌ねじは、細径部531aの雄ねじと噛み合っている。これにより、シャフト63の小径部632とネジ軸53の大径部531とが一体に連結される。即ち、シャフト63とネジ軸53とがねじ締結によって連結される。なお、大径部531の外周には雄ねじ部533が形成される。即ち、軸部材SFは、第2ロータ20Aから第1ロータ20の反対方向に向けて軸線方向の他方である下方に突出する第2部分S2を有し、第2部分S2には雄ねじ部533が設けられる。なお、小径部532の外周には雄ねじ部が設けられていない。また、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径D1は、雄ねじ部533の径D2よりも大きい。なお、スプライン溝部633の径D1は、大径及び小径のうちの大径である。雄ねじ部533の径D2は、外径及び内径(谷径)のうちの外径である。 The screw shaft 53 extends from the connecting portion 100 to the stopper 55. The screw shaft 53 has an upper large diameter portion 531 and a lower small diameter portion 532. The upper end of the large diameter portion 531 of the screw shaft 53 is provided with a small diameter portion 531a that projects upward. A male thread is provided on the outer periphery of the narrow diameter portion 531a. A recess 632a is provided at the lower end of the small diameter portion 632 of the shaft 63. A female thread that engages with the male thread of the narrow diameter portion 531a is provided on the inner periphery of the recess 632a. The female thread on the inner periphery of the recess 632a meshes with the male thread on the narrow diameter portion 531a. Thereby, the small diameter portion 632 of the shaft 63 and the large diameter portion 531 of the screw shaft 53 are integrally connected. That is, the shaft 63 and the screw shaft 53 are connected by screw fastening. Note that a male threaded portion 533 is formed on the outer periphery of the large diameter portion 531. That is, the shaft member SF has a second portion S2 that protrudes downward from the second rotor 20A toward the opposite direction of the first rotor 20, which is the other axial direction, and the second portion S2 has a male threaded portion 533. provided. Note that no male threaded portion is provided on the outer periphery of the small diameter portion 532. Further, the diameter D1 of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter D2 of the male thread portion 533. Note that the diameter D1 of the spline groove portion 633 is the larger diameter of the larger diameter and the smaller diameter. The diameter D2 of the male threaded portion 533 is the outer diameter of the outer diameter and the inner diameter (trough diameter).

図7に示すように、クランプ機構130は、ネジ軸53の小径部532と、コレット132と、シリンダ134と、を含む。コレット132は、径方向に変形可能な把持部132Aと、略筒形状のフランジ部132Bと、を備える。把持部132Aには、Z方向にスリ割りが4つ形成されている。図7に示す断面図は、該スリ割りに沿って切断した断面を示している。スリ割りは、周方向に90度ずつ異なる位置に形成されている。これにより、把持部132Aは、径方向に弾性変形が可能となる。なお、スリ割りの数、形状及び位置は、特に限定されない。スリ割りは、把持部132Aが径方向に弾性変形可能となるように、形成されていればよい。 As shown in FIG. 7, the clamp mechanism 130 includes a small diameter portion 532 of the screw shaft 53, a collet 132, and a cylinder 134. The collet 132 includes a radially deformable grip portion 132A and a substantially cylindrical flange portion 132B. Four slots are formed in the grip portion 132A in the Z direction. The sectional view shown in FIG. 7 shows a cross section taken along the slit. The slots are formed at positions that differ by 90 degrees in the circumferential direction. Thereby, the grip portion 132A can be elastically deformed in the radial direction. Note that the number, shape, and position of the slots are not particularly limited. The slots may be formed so that the grip portion 132A can be elastically deformed in the radial direction.

コレット132には、ネジ軸53の小径部532が挿入される。コレット132は、第1テーパ面132aと、第2テーパ面132bと、凹部132cと、内周面132dと、を備える。第1テーパ面132aは、把持部132Aの外周面である。第1テーパ面132aは、Z方向下側に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜面である。つまり、第1テーパ面132aは、略円錐面の形状である。 A small diameter portion 532 of the screw shaft 53 is inserted into the collet 132 . The collet 132 includes a first tapered surface 132a, a second tapered surface 132b, a recess 132c, and an inner peripheral surface 132d. The first tapered surface 132a is the outer peripheral surface of the grip portion 132A. The first tapered surface 132a is an inclined surface whose outer diameter decreases toward the lower side in the Z direction. That is, the first tapered surface 132a has a substantially conical shape.

第2テーパ面132bは、フランジ部132BのZ方向上側の外周面である。第2テーパ面132bは、Z方向上側に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜面である。つまり、第2テーパ面132bは、略円錐面の形状である。凹部132cは、フランジ部132Bの外周面に形成された溝である。凹部132cは、Z方向において、第1テーパ面132aと第2テーパ面132bとの間に形成される。内周面132dは、ネジ軸53の被クランプ部53bと対向する面である。コレット132は、ネジ軸53が軸線方向に最大限移動した場合でも内周面132dがネジ軸53の被クランプ部53bと対向するように配置されている。 The second tapered surface 132b is an upper outer circumferential surface of the flange portion 132B in the Z direction. The second tapered surface 132b is an inclined surface whose outer diameter becomes smaller toward the upper side in the Z direction. In other words, the second tapered surface 132b has a substantially conical shape. The recessed portion 132c is a groove formed in the outer peripheral surface of the flange portion 132B. The recess 132c is formed between the first tapered surface 132a and the second tapered surface 132b in the Z direction. The inner circumferential surface 132d is a surface facing the clamped portion 53b of the screw shaft 53. The collet 132 is arranged such that the inner peripheral surface 132d faces the clamped portion 53b of the screw shaft 53 even when the screw shaft 53 moves to the maximum extent in the axial direction.

シリンダ134は、ピストン136と、シリンダチューブ138と、第1シール部材160と、第2シール部材162と、を備える。また、シリンダ134は、気体供給部163と、固定部材144と、ストッパ部146と、ネジ軸用ハウジング150と、ばね156と、を備える。 The cylinder 134 includes a piston 136, a cylinder tube 138, a first seal member 160, and a second seal member 162. The cylinder 134 also includes a gas supply section 163, a fixing member 144, a stopper section 146, a screw shaft housing 150, and a spring 156.

ピストン136には、ネジ軸53の小径部532が挿入される。ピストン136は、傾斜面136aと、第1外側面136bと、第2外側面136cと、溝部136dと、下面136eと、凹部136fと、上面136gと、を備える。 The small diameter portion 532 of the screw shaft 53 is inserted into the piston 136 . The piston 136 includes an inclined surface 136a, a first outer surface 136b, a second outer surface 136c, a groove 136d, a lower surface 136e, a recess 136f, and an upper surface 136g.

傾斜面136aは、ピストン136のZ方向上側の内周面である。傾斜面136aは、Z方向上側に向かうにつれて径が大きくなるように傾斜している。傾斜面136aは、Z方向において第1テーパ面132aと重なる。このような構成により、傾斜面136aは、ピストン136がZ方向上側に移動した場合に第1テーパ面132aと接触できる。そして、傾斜面136aは、第1テーパ面132aと接触した場合に、第1テーパ面132aを径方向内側に押圧できる。すなわち、傾斜面136aは、把持部132Aを径方向内側に押圧可能なチャック部である。傾斜面136aは、第1テーパ面132aと対向する。すなわち、傾斜面136aと第1テーパ面132aとは、略同じ傾きを有する。傾斜面136aは、径方向において第1テーパ面132aと重なるように配置される。これにより、ピストン136及びコレット132が占有する空間の軸線方向の寸法を小さくすることができる。 The inclined surface 136a is the inner peripheral surface of the piston 136 on the upper side in the Z direction. The inclined surface 136a is inclined so that the diameter becomes larger toward the upper side in the Z direction. The inclined surface 136a overlaps the first tapered surface 132a in the Z direction. With this configuration, the inclined surface 136a can come into contact with the first tapered surface 132a when the piston 136 moves upward in the Z direction. When the inclined surface 136a comes into contact with the first tapered surface 132a, it can press the first tapered surface 132a inward in the radial direction. That is, the inclined surface 136a is a chuck part that can press the grip part 132A inward in the radial direction. The inclined surface 136a faces the first tapered surface 132a. That is, the inclined surface 136a and the first tapered surface 132a have substantially the same inclination. The inclined surface 136a is arranged so as to overlap the first tapered surface 132a in the radial direction. Thereby, the axial dimension of the space occupied by the piston 136 and the collet 132 can be reduced.

第1外側面136b及び第2外側面136cは、ピストン136の外側面である。第1外側面136bは、第2外側面136cよりもZ方向上側に位置する。第2外側面136cは、第1外側面136bよりも径が大きい。第1外側面136b及び第2外側面136cは、径方向において第1テーパ面132aと重なるように配置される。溝部136dは、第1外側面136bに形成された角溝である。溝部136dは、第1外側面136bの周方向に沿って形成されている。下面136eは、ピストン136のZ方向下側の面である。下面136eには、Z方向上側に凹んだ凹部136fが形成される。上面136gは、ピストン136のZ方向上側の面である。 The first outer surface 136b and the second outer surface 136c are outer surfaces of the piston 136. The first outer surface 136b is located above the second outer surface 136c in the Z direction. The second outer surface 136c has a larger diameter than the first outer surface 136b. The first outer surface 136b and the second outer surface 136c are arranged to overlap with the first tapered surface 132a in the radial direction. The groove portion 136d is a square groove formed in the first outer surface 136b. The groove portion 136d is formed along the circumferential direction of the first outer surface 136b. The lower surface 136e is the lower surface of the piston 136 in the Z direction. A recessed portion 136f recessed upward in the Z direction is formed in the lower surface 136e. The upper surface 136g is the upper surface of the piston 136 in the Z direction.

シリンダチューブ138は、ピストン136を収容する略筒形状の部材である。筒状部138aと、外径側フランジ部138bと、内径側フランジ部138cと、溝部138dと、第1内側面138eと、第2内側面138fと、気体供給路138gと、を備える。筒状部138aは、筒形状の部材である。筒状部138aのZ方向上側の端部に外径側フランジ部138b及び内径側フランジ部138cが接続される。外径側フランジ部138bは、円環状に形成されたフランジ面である。外径側フランジ部138bは、固定部材140により筒状部42bの下端に固定される。内径側フランジ部138cは、円環状に形成され、外径側フランジ部138bよりも径方向内側に配置される。内径側フランジ部138cには、段差面142が形成される。段差面142は、内径側フランジ部138cのZ方向上側の端部に形成される。段差面142は、Z方向上側から見て、円環形状である。 The cylinder tube 138 is a substantially cylindrical member that accommodates the piston 136. It includes a cylindrical portion 138a, an outer flange portion 138b, an inner flange portion 138c, a groove portion 138d, a first inner surface 138e, a second inner surface 138f, and a gas supply path 138g. The cylindrical portion 138a is a cylindrical member. An outer flange portion 138b and an inner flange portion 138c are connected to the upper end of the cylindrical portion 138a in the Z direction. The outer diameter side flange portion 138b is a flange surface formed in an annular shape. The outer diameter side flange portion 138b is fixed to the lower end of the cylindrical portion 42b by a fixing member 140. The inner diameter side flange part 138c is formed in an annular shape and is arranged radially inward than the outer diameter side flange part 138b. A stepped surface 142 is formed on the inner diameter side flange portion 138c. The step surface 142 is formed at the upper end in the Z direction of the inner diameter side flange portion 138c. The stepped surface 142 has an annular shape when viewed from above in the Z direction.

第1内側面138eは、内径側フランジ部138cの径方向内側の側面である。第1内側面138eは、第1外側面136bと対向する。第2内側面138fは、筒状部138aの径方向内側の側面である。第2内側面138fの径は、第1内側面138eの径よりも大きい。第2内側面138fは、第2外側面136cと対向する。第1内側面138e及び第2内側面138fは、径方向において第1テーパ面132aと重なるように配置される。溝部138dは、第2内側面138fに形成された角溝である。溝部138dは、第2内側面138fの周方向に沿って形成されている。 The first inner surface 138e is a radially inner side surface of the inner diameter side flange portion 138c. The first inner surface 138e faces the first outer surface 136b. The second inner surface 138f is a radially inner side surface of the cylindrical portion 138a. The diameter of the second inner surface 138f is larger than the diameter of the first inner surface 138e. The second inner surface 138f faces the second outer surface 136c. The first inner surface 138e and the second inner surface 138f are arranged to overlap with the first tapered surface 132a in the radial direction. The groove portion 138d is a square groove formed in the second inner surface 138f. The groove portion 138d is formed along the circumferential direction of the second inner surface 138f.

気体供給路138gは、シリンダチューブ138の外部からシリンダチューブ138の内部まで貫通する開口である。気体供給路138gには、気体供給配管158が接続されている。気体供給路138gと気体供給配管158とは、例えば、シールテープを介してネジ固定されている。 The gas supply path 138g is an opening that penetrates from the outside of the cylinder tube 138 to the inside of the cylinder tube 138. A gas supply pipe 158 is connected to the gas supply path 138g. The gas supply path 138g and the gas supply pipe 158 are fixed to each other with screws, for example, with a seal tape interposed therebetween.

第1シール部材160は、Oリングである。第1シール部材160は、溝部136dに配置される。第1シール部材160は、第1外側面136bと、第1内側面138eとの間の隙間を埋める。これによれば、第1外側面136bと、第1内側面138eとの隙間がシールされる。 The first seal member 160 is an O-ring. The first seal member 160 is arranged in the groove portion 136d. The first seal member 160 fills the gap between the first outer surface 136b and the first inner surface 138e. According to this, the gap between the first outer surface 136b and the first inner surface 138e is sealed.

第2シール部材162は、Oリングである。第2シール部材162は、溝部138dに配置される。第2シール部材162は、第2外側面136cと、第2内側面138fとの間の隙間を埋める。これによれば、第2外側面136cと、第2内側面138fとの隙間がシールされる。このような構成により、気体供給配管158、気体供給路138g、第1外側面136b、第2外側面136c、第1内側面138e、第2内側面138f、第1シール部材160及び第2シール部材162で囲まれた圧力室139が形成される。 The second seal member 162 is an O-ring. The second seal member 162 is arranged in the groove 138d. The second seal member 162 fills the gap between the second outer surface 136c and the second inner surface 138f. According to this, the gap between the second outer surface 136c and the second inner surface 138f is sealed. With such a configuration, the gas supply pipe 158, the gas supply path 138g, the first outer surface 136b, the second outer surface 136c, the first inner surface 138e, the second inner surface 138f, the first seal member 160, and the second seal member A pressure chamber 139 surrounded by 162 is formed.

気体供給部163は、圧縮空気を供給するコンプレッサである。気体供給部163は、気体供給配管158に接続される。なお、気体供給部163が供給する気体は、圧縮空気に限定されない。気体供給部163は、例えば、圧縮された窒素を供給してもよい。 The gas supply unit 163 is a compressor that supplies compressed air. Gas supply section 163 is connected to gas supply piping 158. Note that the gas supplied by the gas supply section 163 is not limited to compressed air. The gas supply unit 163 may supply compressed nitrogen, for example.

固定部材144は、円環形状の板部材である。固定部材144は、径方向外側の下面が段差面142と接触するように配置される。また、固定部材144は、径方向内側の端部が凹部132cに挿入されている。 The fixing member 144 is an annular plate member. The fixing member 144 is arranged such that its radially outer lower surface contacts the step surface 142. Furthermore, the radially inner end of the fixing member 144 is inserted into the recess 132c.

ストッパ部146は、円環形状の部材である。ストッパ部146には、ネジ軸53の小径部52Bが挿入される。ストッパ部146は、第2テーパ面132bと対向する傾斜面146aを備える。これにより、ストッパ部146は、コレット132のZ方向上側への移動を制限できる。また、ストッパ部146は、固定部材144を段差面142と挟んだ状態で、固定部材148によって、内径側フランジ部138cに固定される。したがって、ストッパ部146は、固定部材144のZ方向における位置を固定する。そして、固定部材144の内径側の端部は、凹部132cに挿入されている。これによれば、固定部材144は、コレット132のZ方向下側への移動を制限できる。このような構成により、コレット132のZ方向における位置が決定される。 The stopper portion 146 is an annular member. The small diameter portion 52B of the screw shaft 53 is inserted into the stopper portion 146. The stopper portion 146 includes an inclined surface 146a facing the second tapered surface 132b. Thereby, the stopper portion 146 can restrict the movement of the collet 132 upward in the Z direction. Further, the stopper portion 146 is fixed to the inner diameter side flange portion 138c by the fixing member 148 with the fixing member 144 sandwiched between the step surface 142. Therefore, the stopper portion 146 fixes the position of the fixing member 144 in the Z direction. The inner end of the fixing member 144 is inserted into the recess 132c. According to this, the fixing member 144 can restrict movement of the collet 132 downward in the Z direction. With such a configuration, the position of the collet 132 in the Z direction is determined.

ネジ軸用ハウジング150は、シリンダチューブ138、ナット用ハウジング42、モータ用ハウジング41及びスプライン外筒用ハウジング43を介して、固定台STに固定されている。ネジ軸用ハウジング150は、フランジ部150aと、フランジ面150bと、筒状部150cと、凹部150dと、蓋部材150eと、を有する。フランジ部150aは、円環状に形成され、固定部材152により筒状部138aの下端に固定される。フランジ面150bは、フランジ部150aのZ方向上側の面である。 The screw shaft housing 150 is fixed to the fixed base ST via the cylinder tube 138, the nut housing 42, the motor housing 41, and the spline outer cylinder housing 43. The screw shaft housing 150 includes a flange portion 150a, a flange surface 150b, a cylindrical portion 150c, a recessed portion 150d, and a lid member 150e. The flange portion 150a is formed in an annular shape and is fixed to the lower end of the cylindrical portion 138a by a fixing member 152. The flange surface 150b is the upper surface of the flange portion 150a in the Z direction.

フランジ面150bは、下面136eと対向する。筒状部150cは、フランジ部150aの内周から下方に延びている。図5に示すように、筒状部150cは、ネジ軸53の下側の端部を収容する。凹部150dは、フランジ面150bからZ方向下側に凹んだ凹部である。蓋部材150eは、筒状部150cのZ方向下側を塞ぐ部材である。蓋部材150eは、ボルトによって、筒状部150cのZ方向下側の端面に固定される。これにより、Z方向下側から、ネジ軸用ハウジング150の内部に異物が侵入することを防ぐことができる。 The flange surface 150b faces the lower surface 136e. The cylindrical portion 150c extends downward from the inner periphery of the flange portion 150a. As shown in FIG. 5, the cylindrical portion 150c accommodates the lower end of the screw shaft 53. The recess 150d is recessed downward in the Z direction from the flange surface 150b. The lid member 150e is a member that closes the lower side of the cylindrical portion 150c in the Z direction. The lid member 150e is fixed to the lower end surface of the cylindrical portion 150c in the Z direction with bolts. This can prevent foreign matter from entering the screw shaft housing 150 from the lower side in the Z direction.

ばね156は、圧縮コイルばねである。ばね156は、一方の端部が凹部136fの底面と接触する。ばね156は、他方の端部が凹部150dの底面と接触する。したがって、ばね156は、凹部136fの底面及び凹部150dの底面によって圧縮されている。ネジ軸用ハウジング150が固定台STに固定されているので凹部150dの底面はZ軸方向下側に移動しない。したがって、ばね156は、ピストン136をZ方向上側に押圧する。なお、ばね156は、圧縮コイルばねであるとしたがこれに限定されない。ばね156は、ピストン136が把持部132Aに近づく方向にピストン136を付勢する弾性部材であればよい。ばね156は、例えば、角ばね及び円錐ばねでもよい。また、ばね156は、複数配置されていてもよい。 Spring 156 is a compression coil spring. One end of the spring 156 contacts the bottom surface of the recess 136f. The other end of the spring 156 contacts the bottom surface of the recess 150d. Therefore, the spring 156 is compressed by the bottom surface of the recess 136f and the bottom surface of the recess 150d. Since the screw shaft housing 150 is fixed to the fixed base ST, the bottom surface of the recess 150d does not move downward in the Z-axis direction. Therefore, the spring 156 presses the piston 136 upward in the Z direction. Although the spring 156 is a compression coil spring, it is not limited thereto. The spring 156 may be any elastic member that biases the piston 136 in a direction in which the piston 136 approaches the grip portion 132A. Spring 156 may be, for example, a square spring and a conical spring. Further, a plurality of springs 156 may be arranged.

ネジ軸53の下端部には、ストッパ55がナット56によって取り付けられている。ストッパ55は、円環形状の部材である。ストッパ55は、ネジ軸53に挿入されている。ストッパ55のZ方向上側には、円環形状の緩衝部材55aが配置されている。緩衝部材55aは、例えば、弾性体のウレタンゴムである。緩衝部材55a及びストッパ55の外径r2は、フランジ部150aの内径r1よりも大きい。したがって、ストッパ55は、ネジ軸53が所定の長さだけ上昇した場合に、緩衝部材55aを介してフランジ部150aと接する。これにより、ストッパ55は、ネジ軸53が所定の長さを超えて上昇することを規制できる。 A stopper 55 is attached to the lower end of the screw shaft 53 with a nut 56. The stopper 55 is an annular member. The stopper 55 is inserted into the screw shaft 53. An annular buffer member 55a is arranged above the stopper 55 in the Z direction. The buffer member 55a is, for example, an elastic urethane rubber. The outer diameter r2 of the buffer member 55a and the stopper 55 is larger than the inner diameter r1 of the flange portion 150a. Therefore, when the screw shaft 53 rises by a predetermined length, the stopper 55 comes into contact with the flange portion 150a via the buffer member 55a. Thereby, the stopper 55 can prevent the screw shaft 53 from rising beyond a predetermined length.

なお、軸部材SFの昇降及び旋回については、第1及び第2実施形態と同じである。また、図5に示す軸部材SFの下限位置において、第2モータM2が作動すると、第2ロータ20Aとともにナット部材51も回転し、図8に示すように、軸部材SFが軸線方向に沿って上昇する。 Note that the raising/lowering and turning of the shaft member SF is the same as in the first and second embodiments. Furthermore, when the second motor M2 operates at the lower limit position of the shaft member SF shown in FIG. 5, the nut member 51 also rotates together with the second rotor 20A, and as shown in FIG. Rise.

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ1Bは、軸部材SFの第2部分S2が貫通するコレット132と、軸部材SFの第2部分が貫通するピストン136、ピストン136を収容するシリンダチューブ138及びピストン136を付勢する弾性部材を有するシリンダ134と、を含むクランプ機構130を備える。ピストン136は、弾性部材によってコレット132の外周面に接することで、コレット132を軸部材SFに押し付ける傾斜面136a(チャック部)を有し、コレット132は、シリンダチューブ138の内部に気体又は液体が供給されると、軸部材SFから離れる。 As described above, the actuator 1B of the present embodiment includes a collet 132 through which the second portion S2 of the shaft member SF passes, a piston 136 through which the second portion of the shaft member SF passes, and a cylinder tube 138 that accommodates the piston 136. and a cylinder 134 having an elastic member that biases a piston 136. The piston 136 has an inclined surface 136a (chuck part) that presses the collet 132 against the shaft member SF by contacting the outer peripheral surface of the collet 132 with an elastic member. When supplied, it separates from the shaft member SF.

この構成によれば、弾性部材は、チャック部をコレット132の外周面に接するように付勢することができる。そして、チャック部は、コレット132を軸部材SFに押し付けて軸部材をクランプすることができる。また、チャック部は、コレット132の外周面に接する構成であるため、該外周面と径方向において重なる。このような構成により、クランプ機構130の軸線方向の寸法を小さくすることができる。また、シリンダチューブ138の内部に気体又は液体を供給することで、軸部材SFをアンクランプすることができる。また、電源が遮断された場合においても、軸部材SFをクランプ機構130で保持することができる。 According to this configuration, the elastic member can urge the chuck portion to come into contact with the outer circumferential surface of the collet 132. The chuck section can then press the collet 132 against the shaft member SF to clamp the shaft member. Further, since the chuck portion is configured to be in contact with the outer circumferential surface of the collet 132, it overlaps with the outer circumferential surface in the radial direction. With such a configuration, the axial dimension of the clamp mechanism 130 can be reduced. Further, by supplying gas or liquid to the inside of the cylinder tube 138, the shaft member SF can be unclamped. Further, even when the power is cut off, the shaft member SF can be held by the clamp mechanism 130.

外周面は、チャック部に近づくにつれて径が小さくなるテーパ面であり、チャック部は、外周面と対向する第1テーパ面132a(傾斜面)である。 The outer circumferential surface is a tapered surface whose diameter decreases as it approaches the chuck portion, and the chuck portion is a first tapered surface 132a (slanted surface) facing the outer circumferential surface.

この構成によれば、第1テーパ面132aは、シリンダチューブ138の内部へ気体又は液体が供給されていない場合に、テーパ面と面接触することができる。これにより、コレット132の外周面とチャック部とが線接触、又は点接触する場合と比較して、コレット132とチャック部との間に生じる摩擦力を大きくすることができる。したがって、コレットが軸部材SFをクランプしている場合に、コレット132の外周面とチャック部とが滑ることを抑制できる。 According to this configuration, the first tapered surface 132a can make surface contact with the tapered surface when no gas or liquid is supplied to the inside of the cylinder tube 138. Thereby, the frictional force generated between the collet 132 and the chuck part can be increased compared to the case where the outer circumferential surface of the collet 132 and the chuck part are in line contact or point contact. Therefore, when the collet clamps the shaft member SF, it is possible to suppress the outer peripheral surface of the collet 132 and the chuck portion from slipping.

スプライン外筒61Aの径方向外側は、第3軸受33(転がり軸受)を介してスプライン外筒用ハウジング43で支持される。 The radially outer side of the spline outer cylinder 61A is supported by the spline outer cylinder housing 43 via the third bearing 33 (rolling bearing).

例えば、アーム部80によりワークを支持し、アーム部80及びワークの荷重の重心が中心軸AXと一致しない場合又はアーム部80及びワークの回転モーメントを受ける場合には、軸部材SFが中心軸AXに対して傾く方向に力を受ける可能性がある。これに対して、第3軸受33がウェーブワッシャ39a及び押さえ部材39bを介して第1筒状部431、第1モータハウジング40及び固定台STで径方向に支持されているので、中心軸AXの軸線方向に直交する径方向へのスプライン外筒61Aの変位又は振動が抑制される。 For example, when the workpiece is supported by the arm section 80 and the center of gravity of the load of the arm section 80 and the workpiece does not coincide with the center axis AX, or when receiving the rotational moment of the arm section 80 and the workpiece, the shaft member SF is aligned with the center axis AX. There is a possibility that a force may be applied in a direction that tilts the object. On the other hand, since the third bearing 33 is supported in the radial direction by the first cylindrical portion 431, the first motor housing 40, and the fixed base ST via the wave washer 39a and the holding member 39b, the center axis AX is Displacement or vibration of the spline outer cylinder 61A in the radial direction perpendicular to the axial direction is suppressed.

第1部分S1の先端に固定されるアーム取付部材70Aに設けられ第1部分S1の外周を覆う筒状部と、第1部分S1との間に円筒状の隙間が形成される。 A cylindrical gap is formed between the first portion S1 and a cylindrical portion provided on the arm attachment member 70A fixed to the tip of the first portion S1 and covering the outer periphery of the first portion S1.

円筒状の隙間により、第1部分S1と円筒状の隙間の外部との間にラビリンス構造が形成されるため、アーム取付部材70Aの内方の防塵性及び防水性が高められる。 Since a labyrinth structure is formed between the first portion S1 and the outside of the cylindrical gap due to the cylindrical gap, the dustproof and waterproof properties of the inside of the arm attachment member 70A are improved.

[第4実施形態]
次いで、第4実施形態に係るアクチュエータ1Cについて説明する。第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と同一の構成部位には、同一符号を付けて説明を省略する。以下、第3実施形態と相違する点を中心に説明する。
[Fourth embodiment]
Next, an actuator 1C according to a fourth embodiment will be explained. Components that are the same as those in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Hereinafter, the differences from the third embodiment will be mainly explained.

図9は、第4実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが下限に位置している状態を示す。図10は、第4実施形態のアクチュエータの断面図であり、軸部材のストロークが上限に位置している状態を示す。 FIG. 9 is a sectional view of the actuator of the fourth embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the lower limit. FIG. 10 is a sectional view of the actuator of the fourth embodiment, showing a state in which the stroke of the shaft member is at the upper limit.

第4実施形態は、第3実施形態に対して軸部材SFの構造が相違する。 The fourth embodiment is different from the third embodiment in the structure of the shaft member SF.

即ち、第3実施形態では、軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53と、に分割されている。ネジ軸53の大径部531とシャフト63の小径部632とは、ねじ締結によって一体に連結されている。 That is, in the third embodiment, the shaft member SF is divided into an upper shaft 63 and a lower threaded shaft 53. The large diameter portion 531 of the screw shaft 53 and the small diameter portion 632 of the shaft 63 are integrally connected by screw fastening.

しかし、第4実施形態に係る軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53とが一体に繋がって形成されている。例えば、1本の円柱状の金属部材の外周部分を削ることによって、シャフト63及びネジ軸53の形状を有する軸部材SFが形成される。また、軸部材SFにおけるスプライン溝部633の径D1は、雄ねじ部533の径D2よりも大きい。ここで、スプライン溝部633の径D1は、大径及び小径のうちの大径である。雄ねじ部533の径D2は、外径及び内径(谷径)のうちの外径である。 However, the shaft member SF according to the fourth embodiment is formed by integrally connecting the upper shaft 63 and the lower threaded shaft 53. For example, the shaft member SF having the shapes of the shaft 63 and the screw shaft 53 is formed by cutting the outer peripheral portion of one cylindrical metal member. Further, the diameter D1 of the spline groove portion 633 in the shaft member SF is larger than the diameter D2 of the male thread portion 533. Here, the diameter D1 of the spline groove portion 633 is the larger diameter of the larger diameter and the smaller diameter. The diameter D2 of the male threaded portion 533 is the outer diameter of the outer diameter and the inner diameter (trough diameter).

なお、軸部材SFの昇降及び旋回については、第1実施形態、第2実施形態及び第3実施形態と同じである。また、図9に示す軸部材SFの下限位置において、第2モータM2が作動すると、第2ロータ20Aとともにナット部材51も回転し、図10に示すように、軸部材SFが軸線方向に沿って上昇する。 Note that the lifting and lowering and turning of the shaft member SF are the same as in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment. Furthermore, when the second motor M2 operates at the lower limit position of the shaft member SF shown in FIG. Rise.

以上説明したように、本実施形態のアクチュエータ1Cにおいて、軸部材SFは、上方のシャフト63と、下方のネジ軸53とが一体に繋がって形成されている。従って、シャフト63とネジ軸53とを分割して連結した場合よりも、軸部材SFの剛性が高くなる。 As explained above, in the actuator 1C of this embodiment, the shaft member SF is formed by integrally connecting the upper shaft 63 and the lower threaded shaft 53. Therefore, the rigidity of the shaft member SF becomes higher than when the shaft 63 and the threaded shaft 53 are connected separately.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に記載されたものに限定されない。例えば、軸部材SFにおいて、シャフト63とネジ軸53とがねじ締結によって連結される形態を説明したが、シャフト63の端部をネジ軸53の端部に圧入して連結してもよい。また、接着剤を用いてシャフト63とネジ軸53とを連結してもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those described in the above embodiments. For example, in the shaft member SF, the shaft 63 and the threaded shaft 53 are connected by screw fastening, but the end of the shaft 63 may be press-fitted into the end of the threaded shaft 53 for connection. Alternatively, the shaft 63 and the screw shaft 53 may be connected using an adhesive.

1,1A,1B,1C アクチュエータ
10 第1ステータ
10A 第2ステータ
130 クランプ機構
132 コレット
134 シリンダ
136 ピストン
138 シリンダチューブ
20 第1ロータ
20A 第2ロータ
33 第3軸受(転がり軸受)
43 スプライン外筒用ハウジング
51 ナット部材
53 ネジ軸
533 雄ねじ部
61 スプライン外筒
61A スプライン外筒
63 シャフト
633 スプライン溝部
70 アーム取付部材
70A アーム取付部材
72 筒状部
80 アーム部
AX 中心軸
S1 第1部分
S2 第2部分
SF 軸部材
M1 第1モータ
M2 第2モータ
1, 1A, 1B, 1C Actuator 10 First stator 10A Second stator 130 Clamp mechanism 132 Collet 134 Cylinder 136 Piston 138 Cylinder tube 20 First rotor 20A Second rotor 33 Third bearing (rolling bearing)
43 Housing for spline outer cylinder 51 Nut member 53 Screw shaft 533 Male thread part 61 Spline outer cylinder 61A Spline outer cylinder 63 Shaft 633 Spline groove 70 Arm mounting member 70A Arm mounting member 72 Cylindrical part 80 Arm part AX Central axis S1 First part S2 Second portion SF Shaft member M1 First motor M2 Second motor

Claims (8)

第1ステータと前記第1ステータに対して中心軸の軸回り方向に回転可能な第1ロータとを有する第1モータと、
前記第1モータに対して前記中心軸の軸線方向に離隔して配置されると共に、第2ステータと前記第2ステータに対して回転可能で前記第1ロータの前記中心軸と同軸に配置される第2ロータとを有する第2モータと、
前記第1ロータ及び前記第2ロータを前記軸線方向に沿って貫通し、前記第1ロータから前記第2ロータの反対側に向けて前記軸線方向の一方に突出する第1部分の少なくとも一部に前記軸線方向に沿って延びるスプライン溝部が設けられ、前記第2ロータから前記第1ロータの反対側に向けて前記軸線方向の他方に突出する第2部分の少なくとも一部に雄ねじ部が設けられる軸部材と、
前記軸部材の前記スプライン溝部と係合して当該スプライン溝部に沿って前記軸部材を前記軸線方向に案内させると共に、前記第1ロータと共に回転して前記軸部材を前記中心軸の軸回り方向に回転可能なスプライン外筒と、
前記軸部材の前記雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が設けられ、前記第2ロータと共に回転して前記軸部材を前記中心軸の軸線方向に移動可能なナット部材と、を備え
前記軸部材における前記スプライン溝部の第1径は、大径および小径のうちの大径であり、前記雄ねじ部の第2径は、外径および内径のうちの外径であり、
前記第1径は、前記第2径よりも大きい
アクチュエータ。
a first motor having a first stator and a first rotor rotatable in a direction around a central axis with respect to the first stator;
The rotor is disposed apart from the first motor in the axial direction of the central shaft, is rotatable relative to a second stator, and is coaxial with the central axis of the first rotor. a second motor having a second rotor;
At least a portion of a first portion that passes through the first rotor and the second rotor in the axial direction and projects from the first rotor in one direction in the axial direction toward the opposite side of the second rotor. A shaft provided with a spline groove extending along the axial direction, and a male screw portion provided in at least a portion of a second portion that protrudes from the second rotor toward the opposite side of the first rotor in the other axial direction. parts and
Engages with the spline groove of the shaft member to guide the shaft member in the axial direction along the spline groove, and rotates together with the first rotor to move the shaft member in the axial direction of the central axis. A rotatable spline outer cylinder,
a nut member that is provided with a female threaded portion that engages with the male threaded portion of the shaft member and that can rotate together with the second rotor to move the shaft member in the axial direction of the central shaft ;
The first diameter of the spline groove in the shaft member is the larger diameter of the larger diameter and the smaller diameter, and the second diameter of the male threaded part is the outer diameter of the outer diameter and the inner diameter,
The first diameter is larger than the second diameter.
actuator.
前記軸部材は、前記第1部分を含むシャフトと前記第2部分を含むネジ軸とに分割されると共に、前記シャフトとネジ軸とがねじ締結によって連結される
請求項に記載のアクチュエータ。
The actuator according to claim 1 , wherein the shaft member is divided into a shaft including the first portion and a screw shaft including the second portion, and the shaft and the screw shaft are connected by screw fastening.
前記第1モータ及び前記第2モータは、ダイレクトドライブモータである
請求項1または2に記載のアクチュエータ。
The actuator according to claim 1 or 2 , wherein the first motor and the second motor are direct drive motors.
前記軸部材の第1部分の端部にはアーム取付部材が固定され、当該アーム取付部材は、ワークが取り付けられるアーム部を支持する
請求項1からのいずれか1項に記載のアクチュエータ。
The actuator according to any one of claims 1 to 3 , wherein an arm attachment member is fixed to an end of the first portion of the shaft member, and the arm attachment member supports an arm portion to which a workpiece is attached.
前記軸部材の第2部分が貫通するコレットと、
前記軸部材の第2部分が貫通するピストンと、前記ピストンを収容するシリンダチューブと、前記ピストンを付勢する弾性部材と、を有するシリンダと、
を含むクランプ機構を備え、
前記ピストンは、前記弾性部材によって前記コレットの外周面に接することで、前記コレットを前記軸部材に押し付けるチャック部を有し、
前記コレットは、前記シリンダチューブの内部に気体又は液体が供給されると、前記軸部材から離れる
請求項1からのいずれか1項に記載のアクチュエータ。
a collet through which the second portion of the shaft member passes;
a cylinder including a piston through which the second portion of the shaft member passes, a cylinder tube that accommodates the piston, and an elastic member that biases the piston;
Equipped with a clamping mechanism including
The piston has a chuck portion that presses the collet against the shaft member by contacting the outer peripheral surface of the collet with the elastic member,
The actuator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the collet separates from the shaft member when gas or liquid is supplied to the inside of the cylinder tube.
前記外周面は、前記チャック部に近づくにつれて径が小さくなるテーパ面であり、
前記チャック部は、前記外周面と対向する傾斜面である
請求項に記載のアクチュエータ。
The outer circumferential surface is a tapered surface whose diameter decreases as it approaches the chuck portion,
The actuator according to claim 5 , wherein the chuck portion is an inclined surface facing the outer peripheral surface.
前記スプライン外筒の径方向外側は、転がり軸受を介してスプライン外筒用ハウジングで支持される
請求項1からのいずれか1項に記載のアクチュエータ。
The actuator according to any one of claims 1 to 6 , wherein the radially outer side of the spline outer cylinder is supported by a spline outer cylinder housing via a rolling bearing.
前記第1部分の先端に固定されるアーム取付部材に設けられ前記第1部分の外周を覆う筒状部と、前記第1部分と、の間に円筒状の隙間が形成される
請求項1からのいずれか1項に記載のアクチュエータ。
A cylindrical gap is formed between the first portion and a cylindrical portion provided on an arm attachment member fixed to a tip of the first portion and covering an outer periphery of the first portion. 7. The actuator according to any one of 7 .
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