JPH0635720U - Dust-proof structure of uniaxial compound motion unit - Google Patents

Dust-proof structure of uniaxial compound motion unit

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JPH0635720U
JPH0635720U JP7696692U JP7696692U JPH0635720U JP H0635720 U JPH0635720 U JP H0635720U JP 7696692 U JP7696692 U JP 7696692U JP 7696692 U JP7696692 U JP 7696692U JP H0635720 U JPH0635720 U JP H0635720U
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shaft
nut
connecting member
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groove
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恵延 小泉
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンプルな構成によって軸に付着した油脂等
の飛散を未然に防止し、信頼性を向上させる。 【構成】 軸21の外周にねじ溝21a等の溝を設け、
この溝にナット22を係合して軸21を回転もしくは軸
方向に移動させ、このナット22と回転駆動用のモータ
M1及び記ロータリーエンコーダREとをパイプ状の連
結部材36によって連結して一体に回転させ、連結部材
36を軸21の周囲に嵌挿した一軸複合動作ユニットで
あって、連結部材36の開口端に隣接した他の回転体も
しくは固定体との間に形成される隙間に、防塵用のシー
ル手段40を配設している。 【効果】 軸に付着した油脂等はシール手段によって封
止状態とすることができ、ロータリーエンコーダへの飛
散を未然に防止できる。このため、ロータリーエンコー
ダの信頼性を一段と向上することができる。
(57) [Abstract] [Purpose] The simple structure prevents the oils and fats attached to the shaft from scattering and improves the reliability. [Configuration] A groove such as a screw groove 21a is provided on the outer periphery of the shaft 21,
The nut 22 is engaged with this groove to rotate or move the shaft 21 in the axial direction, and the nut 22 and the rotary driving motor M1 and the rotary encoder RE are connected by a pipe-shaped connecting member 36 to be integrated. It is a uniaxial compound motion unit that is rotated and the connecting member 36 is fitted around the shaft 21, and is dustproof in a gap formed between another rotating body or a fixed body adjacent to the open end of the connecting member 36. A sealing means 40 is provided. [Effect] The oil and the like attached to the shaft can be sealed by the sealing means, and can be prevented from scattering to the rotary encoder. Therefore, the reliability of the rotary encoder can be further improved.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、軸に形成した溝に係合したナットを回転して、軸を回転もしくは移 動させる一軸複合動作ユニットに関し、特に軸から飛散するダストを防止する防 塵構造に関する。 The present invention relates to a uniaxial compound operation unit that rotates or moves a shaft by rotating a nut engaged with a groove formed in the shaft, and particularly to a dustproof structure for preventing dust scattered from the shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

直交X−Yロボット或いはスカラ型ロボットにはチャックやハンドをZ軸及び θ軸方向に移動及び回転させる一軸複合動作ユニットがアームの先端に設けられ ている。この種の一軸複合動作ユニットとしては、例えば、図2に示すような構 成のものが提案されている。 A Cartesian XY robot or a SCARA robot has a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a chuck and a hand in the Z-axis and θ-axis directions at the tip of an arm. As this type of uniaxial compound motion unit, for example, a unit having a structure as shown in FIG. 2 has been proposed.

【0003】 図2において、軸1の外周には、ねじ溝1aと、軸線に平行なスプライン溝1 bが設けられている。このねじ溝1aにはボールねじナット2を係合させ、スプ ライン溝1bには図示しないスプラインナットを係合させている。さらに、ボー ルねじナット2の隣には軸1と同軸に駆動用のモータMが並設されている。また 、上記モータMの隣には、このモータによって回転駆動されるボールねじナット 2の回転角度を正確に検出するためのロータリーエンコーダーRE1が、やはり 軸1と同軸に並設されている。そして、上記モータMの後述するロータ部3と上 記ボールねじナット2及びロータリーエンコーダーRE1とは、軸1の外周に回 転自在に配設された連結部材4を介して連結されている。この連結部材4はパイ プ状に形成されていて、上記軸1の外周に嵌挿され、その開口端4aは後述する 他方の連結部材10の開口端側に隣接している。In FIG. 2, a screw groove 1 a and a spline groove 1 b parallel to the axis are provided on the outer periphery of the shaft 1. A ball screw nut 2 is engaged with the screw groove 1a, and a spline nut (not shown) is engaged with the spline groove 1b. Further, next to the ball screw nut 2, a driving motor M is installed in parallel with the shaft 1 coaxially. Further, next to the motor M, a rotary encoder RE1 for accurately detecting the rotation angle of the ball screw nut 2 which is rotationally driven by the motor is also provided in parallel with the shaft 1. The rotor portion 3 of the motor M, which will be described later, is connected to the ball screw nut 2 and the rotary encoder RE1 via a connecting member 4 that is rotatably arranged on the outer periphery of the shaft 1. The connecting member 4 is formed in a pipe shape and is fitted into the outer periphery of the shaft 1, and its opening end 4a is adjacent to the opening end side of the other connecting member 10 described later.

【0004】 上記連結部材4には、例えば周方向にN・S極が着磁された環状の永久磁石か らなるロータ部3が一体的に配設されている。さらに、ロータ部4の外周には固 定子コア5が対向配置され、この固定子コア5には、図示しない複数の突極が形 成されていて、各突極には各相の駆動コイル6が巻回されている。この駆動コイ ル6に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部3が回転付勢されると共 に、連結部材4を介してボールねじナット2とロータリーエンコーダーRE1が 所定の回転角度をもって回転駆動される。The connecting member 4 is integrally provided with a rotor portion 3 formed of, for example, an annular permanent magnet whose N and S poles are magnetized in the circumferential direction. Further, a stator core 5 is arranged opposite to the outer circumference of the rotor portion 4, and a plurality of salient poles (not shown) are formed on the stator core 5, and each salient pole has a drive coil 6 for each phase. Is wound. When a predetermined drive current is applied to the drive coil 6, the rotor portion 3 is urged to rotate, and the ball screw nut 2 and the rotary encoder RE1 rotate at a predetermined rotation angle via the connecting member 4. Driven.

【0005】 モータMの固定子コア5の端面には、内周にボールねじナット2を嵌合固定し た円筒状のナットホルダー7及び側板8がネジ9によって一体連結されている。 そして、ナットホルダー7、或いは側板9は、前述した直交X−Yロボット或い はスカラ型ロボットのアームに取り付けられる。On the end surface of the stator core 5 of the motor M, a cylindrical nut holder 7 having a ball screw nut 2 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 8 are integrally connected by a screw 9. Then, the nut holder 7 or the side plate 9 is attached to the arm of the orthogonal XY robot or the SCARA type robot described above.

【0006】 今、モータMの各相の駆動コイル6に所定の電流を通電すると、ロータ部4が 回転付勢され、連結部材4を介してボールねじナット2が直接回転する。ボール ねじナット2は軸1のねじ溝1aに係合しているので、この回転によって軸1が 軸方向であるZ軸方向に移動する。また、軸1の移動寸法はロータリーエンコー ダRE1の出力信号によって正確に決められる。When a predetermined current is applied to the drive coil 6 of each phase of the motor M, the rotor portion 4 is rotationally biased and the ball screw nut 2 is directly rotated via the connecting member 4. Since the ball screw nut 2 is engaged with the screw groove 1a of the shaft 1, this rotation causes the shaft 1 to move in the Z-axis direction which is the axial direction. Further, the moving dimension of the shaft 1 is accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE1.

【0007】 一方、前記した図示しないスプラインナットにも、モータ及びロータリーエン コーダRE2が連結部材10を介して連結されて一体に回転する。尚、スプライ ンナットは軸1のスプライン溝1bに係合しているので、この回転によって軸1 が周方向であるθ軸方向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダRE 2の出力信号によって正確に決定される。On the other hand, the motor and the rotary encoder RE2 are also connected to the spline nut (not shown) via the connecting member 10 to rotate integrally. Since the spline nut is engaged with the spline groove 1b of the shaft 1, this rotation causes the shaft 1 to rotate in the θ-axis direction which is the circumferential direction. This rotation angle is also accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE 2.

【0008】[0008]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上記一軸複合動作ユニットにあっては、軸1の外周に嵌挿されたパイプ状の連 結部材4の開口端4aが、他方の連結部材10の開口端側に隣接させているが、 これら連結部材4,10は互いに回転動作がことなることから、両開口端の間に は隙間11が形成されている。このため、上記隙間11から油脂及び埃等が付着 している軸1が露出状態となっていて、動作中に上記油脂や埃が隙間11を通過 してロータリーエンコーダに飛散する。ロータリーエンコーダは周知のとおり、 例えば微細ピッチで着磁されたロータリーマグネットに磁気抵抗素子等の磁気セ ンサーを近接対向させて、微細角度等を検出するように構成されている。従って 、このロータリーマグネットと磁気抵抗素子との間に、上記油脂や埃が侵入する と、検出信号に欠落が生じて正確な回転角度が検出できなくなる等の故障の原因 になる問題点がある。 In the uniaxial compound motion unit, the open end 4a of the pipe-shaped connecting member 4 fitted on the outer periphery of the shaft 1 is adjacent to the open end side of the other connecting member 10. Since the members 4 and 10 rotate differently from each other, a gap 11 is formed between both open ends. Therefore, the shaft 1 to which the oil and fat and the dust adhere is exposed from the gap 11, and the oil and dust pass through the gap 11 and are scattered to the rotary encoder during operation. As is well known, the rotary encoder is configured to detect a fine angle by, for example, placing a magnetic sensor such as a magnetoresistive element in close proximity to a rotary magnet magnetized at a fine pitch. Therefore, there is a problem in that if the oil or fat or dust enters between the rotary magnet and the magnetoresistive element, the detection signal will be lost and an accurate rotation angle cannot be detected.

【0009】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、シンプルな構 成によって軸に付着した油脂等の飛散を未然に防止し、信頼性を向上させること のできる一軸複合動作ユニットの防塵構造を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and a simple structure can prevent the oils and fats attached to the shaft from scattering and improve the reliability. An object is to provide a dustproof structure for a composite operation unit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、軸の外周にねじ溝等の溝を設け、この溝にナットを係合して上記軸 を回転もしくは軸方向に移動させ、このナットと回転駆動用のモータ及び記ロー タリーエンコーダとをパイプ状の連結部材によって連結して一体に回転させ、上 記連結部材を上記軸の周囲に嵌挿した一軸複合動作ユニットであって、上記連結 部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙間に、 防塵用のシール手段を配設したことを特徴としている。 According to the present invention, a groove such as a screw groove is provided on the outer circumference of a shaft, and a nut is engaged with this groove to rotate or move the shaft in the axial direction. Is a single-shaft compound operation unit in which the above-mentioned connecting members are fitted around the above-mentioned shaft by connecting them with a pipe-like connecting member and integrally rotating, and another rotating body adjacent to the open end of the above-mentioned connecting member or It is characterized in that dust-proof sealing means is arranged in a gap formed between the fixed body and the fixed body.

【0011】[0011]

【作用】[Action]

連結部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙 間に、防塵用のシール手段を配設すると、軸に付着した油脂等はシール手段によ って封止状態となるので、ロータリーエンコーダへの飛散が未然に防止される。 このため、ロータリーエンコーダの信頼性が向上する。 If a dust-proof sealing means is provided in a gap formed between another rotating body or a fixed body adjacent to the open end of the connecting member, oil and grease adhering to the shaft will be sealed by the sealing means. Since it is in the stopped state, scattering to the rotary encoder is prevented in advance. Therefore, the reliability of the rotary encoder is improved.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

以下、本考案にかかる一軸複合動作ユニットの防塵構造の実施例について図面 を参照しながら説明する。図1は、軸にねじ溝とスプライン溝を設け、この各溝 にボールねじナット及びボールスプラインナットを各々係合させ、これらナット を個々のモータによって回転駆動することにより、軸を軸方向に移動したり回転 させたりさせるモータ駆動一軸複合動作ユニットを例に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a dustproof structure of a uniaxial compound motion unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows that a shaft is provided with a thread groove and a spline groove, and a ball screw nut and a ball spline nut are engaged with the grooves, respectively, and these nuts are rotationally driven by individual motors to move the shaft in the axial direction. An explanation will be given by taking a motor-driven single-axis compound operation unit for rotating and rotating as an example.

【0013】 図1において、軸21の外周にはねじ溝21aと、軸線に平行なスプライン溝 21bが設けられている。そして、ねじ溝21aには前述した図2と同様の第1 のナットであるボールねじナット23が係合し、スプライン溝21bには第2の ナットであるスプラインナット22が係合するように離間して配設されている。 さらに、ボールねじナット23の隣には、軸21と同軸に駆動用の第1のモータ M1が並設され、スプラインナット22の隣には、やはり軸21と同軸に駆動用 の第2のモータM2が並設されている。そして、これら第1及び第2のモータM 1,M2は、離間して配設されたスプラインナット22及びボールねじナット2 3の間に位置するように並設されている。In FIG. 1, a screw groove 21 a and a spline groove 21 b parallel to the axis are provided on the outer periphery of the shaft 21. The ball groove nut 23, which is the first nut similar to that shown in FIG. 2, is engaged with the screw groove 21a, and the spline groove 21b is separated so that the spline nut 22 which is the second nut is engaged. Are arranged. Further, next to the ball screw nut 23, a first motor M1 for driving is coaxially arranged with the shaft 21, and next to the spline nut 22, a second motor M1 for driving is also coaxial with the shaft 21. M2 is installed in parallel. The first and second motors M1 and M2 are arranged side by side so as to be located between the spline nut 22 and the ball screw nut 23 which are arranged separately.

【0014】 また、上記第1及び第2のモータM1,M2との間には、これらモータによっ て回転駆動される両ナット22,23の各々の回転角度を正確に検出するための 一対のロータリーエンコーダーRE1,RE2が、やはり軸21と同軸に並設さ れている。そして、上記第1のモータM1の後述するロータ部24と上記ボール ねじナット23及びロータリーエンコーダーRE1とは、軸21の外周に回転自 在に配設された第1の連結部材36を介して連結されている。また、同様に上記 第2のモータM2のロータ部27と上記スプラインナット22及びロータリーエ ンコーダーRE2も、第2の連結部材37を介して連結されている。上記第1の 連結部材36の開口端と上記第2の連結部材37の開口端とは、両者の回転動作 が異なるために隙間が設けられている。In addition, between the first and second motors M1 and M2, a pair of nuts for accurately detecting the respective rotation angles of both nuts 22 and 23 rotationally driven by these motors are provided. The rotary encoders RE1 and RE2 are also arranged side by side coaxially with the shaft 21. The rotor portion 24 of the first motor M1, which will be described later, is connected to the ball screw nut 23 and the rotary encoder RE1 via a first connecting member 36 that is rotatably arranged on the outer periphery of the shaft 21. Has been done. Similarly, the rotor portion 27 of the second motor M2, the spline nut 22, and the rotary encoder RE2 are also connected via the second connecting member 37. A gap is provided between the opening end of the first connecting member 36 and the opening end of the second connecting member 37 because the rotating operations of the two are different.

【0015】 上記第1のモータM1は、上記第1の連結部材36と一体に、例えば周方向に N・S極が着磁された環状の永久磁石からなるロータ部24が配設されている。 さらに、ロータ部24の外周には固定子コア25が所定の間隔をあけて対向配置 されている。固定子コア25には、図示しない複数の突極が形成され、各突極に は各相の駆動コイル26が巻回されている。この固定子25の駆動コイル26に 所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部24が回転付勢されると共に、 第1の連結部材36を介して第1のナットであるボールねじナット23とロータ リーエンコーダーRE1が所定の回転角度をもって回転駆動される。The first motor M1 is provided integrally with the first connecting member 36 and the rotor portion 24 formed of, for example, an annular permanent magnet magnetized with N and S poles in the circumferential direction. . Further, stator cores 25 are arranged on the outer periphery of the rotor portion 24 so as to face each other with a predetermined gap. A plurality of salient poles (not shown) are formed on the stator core 25, and a drive coil 26 of each phase is wound around each salient pole. By supplying a predetermined drive current to the drive coil 26 of the stator 25, the rotor portion 24 is rotationally biased, and at the same time, the ball screw nut 23, which is the first nut, is passed through the first connecting member 36. The rotary encoder RE1 is rotationally driven at a predetermined rotation angle.

【0016】 一方、上記第2のモータM2も上記第1のモータM1と同様に構成され、上記 第2の連結部材37と一体に、例えば永久磁石からなるロータ部27が配設され ている。さらに、ロータ部27の外周には固定子コア28が対向配置され、この 固定子コア28の複数の突極にも各相の駆動コイル29が巻回されている。そし て、上記駆動コイル29に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部27 が回転付勢されると共に、第2の連結部材37を介して、第1のナットであるス プラインナット23及びロータリーエンコーダーRE2が所定の回転角度をもっ て回転駆動される。On the other hand, the second motor M2 is also configured in the same manner as the first motor M1, and the rotor portion 27 made of, for example, a permanent magnet is provided integrally with the second connecting member 37. Further, a stator core 28 is arranged opposite to the outer periphery of the rotor portion 27, and a drive coil 29 of each phase is also wound around a plurality of salient poles of the stator core 28. Then, by applying a predetermined drive current to the drive coil 29, the rotor portion 27 is rotationally biased, and the spline nut 23, which is the first nut, and The rotary encoder RE2 is rotationally driven at a predetermined rotation angle.

【0017】 第1のモータM1の固定子コア25の端面には、内周にボールねじナット23 を嵌合固定した円筒状のナットホルダー30、及び側板31がネジ32によって 一体連結されている。また、第2のモータM2の固定子コア28の端面にも、内 周にスプラインナット22を嵌合固定したナットホルダー33、及び側板34が ネジ35によって一体連結されている。そして、ナットホルダー30,33、或 いは側板34は、前述した直交X−Yロボット或いはスカラ型ロボットのアーム に取り付けられる。A cylindrical nut holder 30 having a ball screw nut 23 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 31 are integrally connected to the end surface of the stator core 25 of the first motor M1 by screws 32. Further, a nut holder 33 having the spline nut 22 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 34 are integrally connected to the end surface of the stator core 28 of the second motor M2 by screws 35. Then, the nut holders 30, 33 or the side plates 34 are attached to the arms of the orthogonal XY robot or SCARA type robot described above.

【0018】 以上の構成からなる一軸複合動作ユニットにおいて、本考案は、連結部材の開 口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙間に、防塵用の シール手段を配設したものである。即ち、上記第1の連結部材36の開口端には 上記第2の連結部材37の開口端側に嵌挿したラビリンス構造のシール部40が 設けられている。このシール部40は内面を第2の連結部材37に対し、僅かな 隙間をもって非接触状態で対向させている。このため、軸21に付着した油脂等 が封止状態となり、この結果、ロータリーエンコーダRE1やRE2への油脂等 の飛散が未然に防止されると共に、ロータリーエンコーダの信頼性が向上する。In the uniaxial compound motion unit having the above structure, the present invention provides a dustproof sealing means in a gap formed between another rotating body or a fixed body adjacent to the opening end of the connecting member. It is arranged. That is, a seal portion 40 having a labyrinth structure is provided at the opening end of the first connecting member 36 and is inserted into the opening end side of the second connecting member 37. The inner surface of the sealing portion 40 faces the second connecting member 37 in a non-contact state with a slight gap. As a result, the oil and the like attached to the shaft 21 is sealed, and as a result, the oil and the like are prevented from being scattered on the rotary encoders RE1 and RE2, and the reliability of the rotary encoder is improved.

【0019】 次に、かかる一軸複合動作ユニットの動作を説明する。今、第1のモータM1 を回転させると、ロータ部24に連結した第1の連結部材36を介してボールね じナット23が直接回転する。ボールねじナット23は軸21のねじ溝21aに 係合しているので、軸21が軸方向であるZ軸方向に移動する。また、軸21の 移動寸法はロータリーエンコーダRE1の出力信号によって正確に決められる。Next, the operation of the uniaxial compound motion unit will be described. Now, when the first motor M1 is rotated, the ball screw nut 23 is directly rotated via the first connecting member 36 connected to the rotor portion 24. Since the ball screw nut 23 is engaged with the screw groove 21a of the shaft 21, the shaft 21 moves in the Z-axis direction which is the axial direction. Further, the moving dimension of the shaft 21 is accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE1.

【0020】 一方、第2のモータM2を回転させると、ロータ部27に連結した第2の連結 部材37を介してスプラインナット22が直接回転する。スプラインナット22 は軸21のスプライン溝21bに係合しているので、この回転によって軸21が 周方向であるθ軸方向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダRE2 の出力信号によって正確に決定される。On the other hand, when the second motor M2 is rotated, the spline nut 22 is directly rotated via the second connecting member 37 connected to the rotor portion 27. Since the spline nut 22 is engaged with the spline groove 21b of the shaft 21, this rotation causes the shaft 21 to rotate in the θ-axis direction which is the circumferential direction. This rotation angle is also accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE2.

【0021】 ところで、前述した例は、上記第1の連結部材36と、上記第2の連結部材3 7の開口端の間にラビリンス構造のシール部40を設けている。しかし、連結部 材の開口端に隣接して形成される隙間が、ロータリーエンコーダの近傍のボール ねじナットやスプラインナット、或いはモータ等の他の回転体、もしくは、ナッ トホルダーや側板等の固定体との間に形成される場合には、これらの隙間にラビ リンス構造のシール部40を設けるようにしてもよいことは勿論である。By the way, in the above-described example, the labyrinth structure seal portion 40 is provided between the open ends of the first connecting member 36 and the second connecting member 37. However, the gap that is formed adjacent to the open end of the connecting member is a ball screw nut or spline nut near the rotary encoder, another rotating body such as a motor, or a fixed body such as a nut holder or side plate. Of course, when it is formed between them, the seal portion 40 having the labyrinth structure may be provided in these gaps.

【0022】 尚、上述の実施例は一例を示すもので、第1のナットはボールねじナットに限 らず、一般的なねじとナットの構成であっても良く、また、モータをステッピン グモータの構成とする等、本考案を逸脱しない範囲で種々変更可能である。It should be noted that the above-described embodiment is merely an example, and the first nut is not limited to a ball screw nut, and may have a general screw and nut configuration. Various changes can be made to the configuration and the like without departing from the scope of the present invention.

【0023】[0023]

【発明の効果】【The invention's effect】

以上の説明から明らかなように、本考案の一軸複合動作ユニットの防塵構造に よれば、連結部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成さ れる隙間に、防塵用のシール手段が配設されるので、軸に付着した油脂等はシー ル手段によって封止状態とすることができ、ロータリーエンコーダへの飛散を未 然に防止できる。このため、ロータリーエンコーダの信頼性を一段と向上するこ とができる利点がある。 As is clear from the above description, according to the dustproof structure of the uniaxial compound operation unit of the present invention, the dustproof structure is formed in the gap formed between the rotating end and the fixed end adjacent to the opening end of the connecting member. Since the sealing means is provided, oil and the like attached to the shaft can be sealed by the sealing means, and scattering to the rotary encoder can be prevented in advance. Therefore, there is an advantage that the reliability of the rotary encoder can be further improved.

【0024】[0024]

【提出日】平成5年5月6日[Submission date] May 6, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】考案の詳細な説明[Compensation target item name] Detailed explanation of the device

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content] 考案の詳細な説明】Description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、軸に形成した溝に係合したナットを回転して、軸を回転もしくは移 動させる一軸複合動作ユニットに関し、特に軸から飛散するダストを防止する防 塵構造に関する。 The present invention relates to a uniaxial compound operation unit that rotates or moves a shaft by rotating a nut engaged with a groove formed in the shaft, and particularly to a dustproof structure for preventing dust scattered from the shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

直交X−Yロボット或いはスカラ型ロボットにはチャックやハンドをZ軸及び θ軸方向に移動及び回転させる一軸複合動作ユニットがアームの先端に設けられ ている。この種の一軸複合動作ユニットとしては、例えば、図2に示すような構 成のものが提案されている。 A Cartesian XY robot or a SCARA robot has a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a chuck and a hand in the Z-axis and θ-axis directions at the tip of an arm. As this type of uniaxial compound motion unit, for example, a unit having a structure as shown in FIG. 2 has been proposed.

【0003】 図2において、軸1の外周には、ねじ溝1aと、軸線に平行なスプライン溝1 bが設けられている。このねじ溝1aにはボールねじナット2を係合させ、スプ ライン溝1bには図示しないスプラインナットを係合させている。さらに、ボー ルねじナット2の隣には軸1と同軸に駆動用のモータMが並設されている。また 、上記モータMの隣には、このモータによって回転駆動されるボールねじナット 2の回転角度を正確に検出するためのロータリーエンコーダーRE1が、やはり 軸1と同軸に並設されている。そして、上記モータMの後述するロータ部3と上 記ボールねじナット2及びロータリーエンコーダーRE1とは、軸1の外周に回 転自在に配設された連結部材4を介して連結されている。この連結部材4はパイ プ状に形成されていて、上記軸1の外周に嵌挿され、その開口端4aは後述する 他方の連結部材10の開口端側に隣接している。In FIG. 2, a screw groove 1 a and a spline groove 1 b parallel to the axis are provided on the outer periphery of the shaft 1. A ball screw nut 2 is engaged with the screw groove 1a, and a spline nut (not shown) is engaged with the spline groove 1b. Further, next to the ball screw nut 2, a driving motor M is installed in parallel with the shaft 1 coaxially. Further, next to the motor M, a rotary encoder RE1 for accurately detecting the rotation angle of the ball screw nut 2 which is rotationally driven by the motor is also provided in parallel with the shaft 1. The rotor portion 3 of the motor M, which will be described later, is connected to the ball screw nut 2 and the rotary encoder RE1 via a connecting member 4 that is rotatably arranged on the outer periphery of the shaft 1. The connecting member 4 is formed in a pipe shape and is fitted into the outer periphery of the shaft 1, and its opening end 4a is adjacent to the opening end side of the other connecting member 10 described later.

【0004】 上記連結部材4には、例えば周方向にN・S極が着磁された環状の永久磁石か らなるロータ部3が一体的に配設されている。さらに、ロータ部4の外周には固 定子コア5が対向配置され、この固定子コア5には、図示しない複数の突極が形 成されていて、各突極には各相の駆動コイル6が巻回されている。この駆動コイ ル6に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部3が回転付勢されると共 に、連結部材4を介してボールねじナット2とロータリーエンコーダーRE1が 所定の回転角度をもって回転駆動される。The connecting member 4 is integrally provided with a rotor portion 3 formed of, for example, an annular permanent magnet whose N and S poles are magnetized in the circumferential direction. Further, a stator core 5 is arranged opposite to the outer circumference of the rotor portion 4, and a plurality of salient poles (not shown) are formed on the stator core 5, and each salient pole has a drive coil 6 for each phase. Is wound. When a predetermined drive current is applied to the drive coil 6, the rotor portion 3 is urged to rotate, and the ball screw nut 2 and the rotary encoder RE1 rotate at a predetermined rotation angle via the connecting member 4. Driven.

【0005】 モータMの固定子コア5の端面には、内周にボールねじナット2を嵌合固定し た円筒状のナットホルダー7及び側板8がネジ9によって一体連結されている。 そして、ナットホルダー7、或いは側板9は、前述した直交X−Yロボット或い はスカラ型ロボットのアームに取り付けられる。On the end surface of the stator core 5 of the motor M, a cylindrical nut holder 7 having a ball screw nut 2 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 8 are integrally connected by a screw 9. Then, the nut holder 7 or the side plate 9 is attached to the arm of the orthogonal XY robot or the SCARA type robot described above.

【0006】 今、モータMの各相の駆動コイル6に所定の電流を通電すると、ロータ部4が 回転付勢され、連結部材4を介してボールねじナット2が直接回転する。ボール ねじナット2は軸1のねじ溝1aに係合しているので、この回転によって軸1が 軸方向であるZ軸方向に移動する。また、軸1の移動寸法はロータリーエンコー ダRE1の出力信号によって正確に決められる。When a predetermined current is applied to the drive coil 6 of each phase of the motor M, the rotor portion 4 is rotationally biased and the ball screw nut 2 is directly rotated via the connecting member 4. Since the ball screw nut 2 is engaged with the screw groove 1a of the shaft 1, this rotation causes the shaft 1 to move in the Z-axis direction which is the axial direction. Further, the moving dimension of the shaft 1 is accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE1.

【0007】 一方、前記した図示しないスプラインナットにも、モータ及びロータリーエン コーダRE2が連結部材10を介して連結されて一体に回転する。尚、スプライ ンナットは軸1のスプライン溝1bに係合しているので、この回転によって軸1 が周方向であるθ軸方向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダRE 2の出力信号によって正確に決定される。On the other hand, the motor and the rotary encoder RE2 are also connected to the spline nut (not shown) via the connecting member 10 to rotate integrally. Since the spline nut is engaged with the spline groove 1b of the shaft 1, this rotation causes the shaft 1 to rotate in the θ-axis direction which is the circumferential direction. This rotation angle is also accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE 2.

【0008】[0008]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上記一軸複合動作ユニットにあっては、軸1の外周に嵌挿されたパイプ状の連 結部材4の開口端4aが、他方の連結部材10の開口端側に隣接させているが、 これら連結部材4,10は互いに回転動作がことなることから、両開口端の間に は隙間11が形成されている。このため、上記隙間11から油脂及び埃等が付着 している軸1が露出状態となっていて、動作中に上記油脂や埃が隙間11を通過 してロータリーエンコーダに飛散する。ロータリーエンコーダは周知のとおり、 例えば微細ピッチで着磁されたロータリーマグネットに磁気抵抗素子等の磁気セ ンサーを近接対向させて、微細角度等を検出するように構成されている。従って 、このロータリーマグネットと磁気抵抗素子との間に、上記油脂や埃が侵入する と、検出信号に欠落が生じて正確な回転角度が検出できなくなる等の故障の原因 になる問題点がある。 In the uniaxial compound motion unit, the open end 4a of the pipe-shaped connecting member 4 fitted on the outer periphery of the shaft 1 is adjacent to the open end side of the other connecting member 10. Since the members 4 and 10 rotate differently from each other, a gap 11 is formed between both open ends. Therefore, the shaft 1 to which the oil and fat and the dust adhere is exposed from the gap 11, and the oil and dust pass through the gap 11 and are scattered to the rotary encoder during operation. As is well known, the rotary encoder is configured to detect a fine angle by, for example, placing a magnetic sensor such as a magnetoresistive element in close proximity to a rotary magnet magnetized at a fine pitch. Therefore, there is a problem in that if the oil or fat or dust enters between the rotary magnet and the magnetoresistive element, the detection signal will be lost and an accurate rotation angle cannot be detected.

【0009】 本考案は、このような問題点を解消するためになされたもので、シンプルな構 成によって軸に付着した油脂等の飛散を未然に防止し、信頼性を向上させること のできる一軸複合動作ユニットの防塵構造を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and a simple structure can prevent the oils and fats attached to the shaft from scattering and improve the reliability. An object is to provide a dustproof structure for a composite operation unit.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、軸の外周にねじ溝等の溝を設け、この溝にナットを係合して上記軸 を回転もしくは軸方向に移動させ、このナットと回転駆動用のモータ及び記ロー タリーエンコーダとをパイプ状の連結部材によって連結して一体に回転させ、上 記連結部材を上記軸の周囲に嵌挿した一軸複合動作ユニットであって、上記連結 部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙間に、 防塵用のシール手段を配設したことを特徴としている。 According to the present invention, a groove such as a screw groove is provided on the outer circumference of a shaft, and a nut is engaged with this groove to rotate or move the shaft in the axial direction. Is a single-shaft compound operation unit in which the above-mentioned connecting members are fitted around the above-mentioned shaft by connecting them with a pipe-like connecting member to rotate them integrally. It is characterized in that dust-proof sealing means is arranged in a gap formed between the fixed body and the fixed body.

【0011】[0011]

【作用】[Action]

連結部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙 間に、防塵用のシール手段を配設すると、軸に付着した油脂等はシール手段によ って封止状態となるので、ロータリーエンコーダへの飛散が未然に防止される。 このため、ロータリーエンコーダの信頼性が向上する。 If a dust-proof sealing means is provided in a gap formed between another rotating body or a fixed body adjacent to the open end of the connecting member, oil and grease adhering to the shaft will be sealed by the sealing means. Since it is in the stopped state, scattering to the rotary encoder is prevented in advance. Therefore, the reliability of the rotary encoder is improved.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

以下、本考案にかかる一軸複合動作ユニットの防塵構造の実施例について図面 を参照しながら説明する。図1は、軸にねじ溝とスプライン溝を設け、この各溝 にボールねじナット及びボールスプラインナットを各々係合させ、これらナット を個々のモータによって回転駆動することにより、軸を軸方向に移動したり回転 させたりさせるモータ駆動一軸複合動作ユニットを例に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a dustproof structure of a uniaxial compound motion unit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows that a shaft is provided with a thread groove and a spline groove, and a ball screw nut and a ball spline nut are engaged with the grooves, respectively, and these nuts are rotationally driven by individual motors to move the shaft in the axial direction. An explanation will be given by taking a motor-driven single-axis compound operation unit for rotating and rotating as an example.

【0013】 図1において、軸21の外周にはねじ溝21aと、軸線に平行なスプライン溝 21bが設けられている。そして、ねじ溝21aには前述した図2と同様の第1 のナットであるボールねじナット23が係合し、スプライン溝21bには第2の ナットであるスプラインナット22が係合するように離間して配設されている。 さらに、ボールねじナット23の隣には、軸21と同軸に駆動用の第1のモータ M1が並設され、スプラインナット22の隣には、やはり軸21と同軸に駆動用 の第2のモータM2が並設されている。そして、これら第1及び第2のモータM 1,M2は、離間して配設されたスプラインナット22及びボールねじナット2 3の間に位置するように並設されている。In FIG. 1, a screw groove 21 a and a spline groove 21 b parallel to the axis are provided on the outer periphery of the shaft 21. The ball groove nut 23, which is the first nut similar to that shown in FIG. 2, is engaged with the screw groove 21a, and the spline groove 21b is separated so that the spline nut 22 which is the second nut is engaged. Are arranged. Further, next to the ball screw nut 23, a first motor M1 for driving is coaxially arranged with the shaft 21, and next to the spline nut 22, a second motor M1 for driving is also coaxial with the shaft 21. M2 is installed in parallel. The first and second motors M1 and M2 are arranged side by side so as to be located between the spline nut 22 and the ball screw nut 23 which are arranged separately.

【0014】 また、上記第1及び第2のモータM1,M2との間には、これらモータによっ て回転駆動される両ナット22,23の各々の回転角度を正確に検出するための 一対のロータリーエンコーダーRE1,RE2が、やはり軸21と同軸に並設さ れている。そして、上記第1のモータM1の後述するロータ部24と上記ボール ねじナット23及びロータリーエンコーダーRE1とは、軸21の外周に回転自 在に配設された第1の連結部材36を介して連結されている。また、同様に上記 第2のモータM2のロータ部27と上記スプラインナット22及びロータリーエ ンコーダーRE2も、第2の連結部材37を介して連結されている。上記第1の 連結部材36の開口端と上記第2の連結部材37の開口端とは、両者の回転動作 が異なるために隙間が設けられている。In addition, between the first and second motors M1 and M2, a pair of nuts for accurately detecting the respective rotation angles of both nuts 22 and 23 rotationally driven by these motors are provided. The rotary encoders RE1 and RE2 are also arranged side by side coaxially with the shaft 21. The rotor portion 24 of the first motor M1, which will be described later, is connected to the ball screw nut 23 and the rotary encoder RE1 via a first connecting member 36 that is rotatably arranged on the outer periphery of the shaft 21. Has been done. Similarly, the rotor portion 27 of the second motor M2, the spline nut 22, and the rotary encoder RE2 are also connected via the second connecting member 37. A gap is provided between the opening end of the first connecting member 36 and the opening end of the second connecting member 37 because the rotating operations of the two are different.

【0015】 上記第1のモータM1は、上記第1の連結部材36と一体に、例えば周方向に N・S極が着磁された環状の永久磁石からなるロータ部24が配設されている。 さらに、ロータ部24の外周には固定子コア25が所定の間隔をあけて対向配置 されている。固定子コア25には、図示しない複数の突極が形成され、各突極に は各相の駆動コイル26が巻回されている。この固定子25の駆動コイル26に 所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部24が回転付勢されると共に、 第1の連結部材36を介して第1のナットであるボールねじナット23とロータ リーエンコーダーRE1が所定の回転角度をもって回転駆動される。The first motor M1 is provided integrally with the first connecting member 36 and the rotor portion 24 formed of, for example, an annular permanent magnet magnetized with N and S poles in the circumferential direction. . Further, stator cores 25 are arranged on the outer periphery of the rotor portion 24 so as to face each other with a predetermined gap. A plurality of salient poles (not shown) are formed on the stator core 25, and a drive coil 26 of each phase is wound around each salient pole. By supplying a predetermined drive current to the drive coil 26 of the stator 25, the rotor portion 24 is rotationally biased, and at the same time, the ball screw nut 23, which is the first nut, is passed through the first connecting member 36. The rotary encoder RE1 is rotationally driven at a predetermined rotation angle.

【0016】 一方、上記第2のモータM2も上記第1のモータM1と同様に構成され、上記 第2の連結部材37と一体に、例えば永久磁石からなるロータ部27が配設され ている。さらに、ロータ部27の外周には固定子コア28が対向配置され、この 固定子コア28の複数の突極にも各相の駆動コイル29が巻回されている。そし て、上記駆動コイル29に所定の駆動電流を通電することにより、ロータ部27 が回転付勢されると共に、第2の連結部材37を介して、第1のナットであるス プラインナット23及びロータリーエンコーダーRE2が所定の回転角度をもっ て回転駆動される。On the other hand, the second motor M2 is also configured in the same manner as the first motor M1, and the rotor portion 27 made of, for example, a permanent magnet is provided integrally with the second connecting member 37. Further, a stator core 28 is arranged opposite to the outer periphery of the rotor portion 27, and a drive coil 29 of each phase is also wound around a plurality of salient poles of the stator core 28. Then, by applying a predetermined drive current to the drive coil 29, the rotor portion 27 is rotationally biased, and the spline nut 23, which is the first nut, and The rotary encoder RE2 is rotationally driven at a predetermined rotation angle.

【0017】 第1のモータM1の固定子コア25の端面には、内周にボールねじナット23 を嵌合固定した円筒状のナットホルダー30、及び側板31がネジ32によって 一体連結されている。また、第2のモータM2の固定子コア28の端面にも、内 周にスプラインナット22を嵌合固定したナットホルダー33、及び側板34が ネジ35によって一体連結されている。そして、ナットホルダー30,33、或 いは側板34は、前述した直交X−Yロボット成いはスカラ型ロボットのアーム に取り付けられる。A cylindrical nut holder 30 having a ball screw nut 23 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 31 are integrally connected to the end surface of the stator core 25 of the first motor M1 by screws 32. Further, a nut holder 33 having the spline nut 22 fitted and fixed to the inner periphery thereof and a side plate 34 are integrally connected to the end surface of the stator core 28 of the second motor M2 by screws 35. Then, the nut holders 30, 33 or the side plates 34 are attached to the arms of the orthogonal XY robot or SCARA type robot described above.

【0018】 以上の構成からなる一軸複合動作ユニットにおいて、本考案は、連結部材の開 口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成される隙間に、防塵用の シール手段を配設したものである。即ち、上記第1の連結部材36の開口端には 上記第2の連結部材37の開口端側に嵌挿したラビリンス構造のシール部40が 設けられている。このシール部40は内面を第2の連結部材37に対し、僅かな 隙間をもって非接触状態で対向させている。このため、軸21に付着した油脂等 が封止状態となり、この結果、ロータリーエンコーダRE1やRE2への油脂等 の飛散が未然に防止されると共に、ロータリーエンコーダの信頼性が向上する。In the uniaxial compound motion unit having the above structure, the present invention provides a dustproof sealing means in a gap formed between another rotating body or a fixed body adjacent to the opening end of the connecting member. It is arranged. That is, a seal portion 40 having a labyrinth structure is provided at the opening end of the first connecting member 36 and is inserted into the opening end side of the second connecting member 37. The inner surface of the sealing portion 40 faces the second connecting member 37 in a non-contact state with a slight gap. As a result, the oil and the like attached to the shaft 21 is sealed, and as a result, the oil and the like are prevented from being scattered on the rotary encoders RE1 and RE2, and the reliability of the rotary encoder is improved.

【0019】 次に、かかる一軸複合動作ユニットの動作を説明する。今、第1のモータM1 を回転させると、ロータ部24に連結した第1の連結部材36を介してボールね じナット23が直接回転する。ボールねじナット23は軸21のねじ溝21aに 係合しているので、軸21が軸方向であるZ軸方向に移動する。また、軸21の 移動寸法はロータリーエンコーダRE1の出力信号によって正確に決められる。Next, the operation of the uniaxial compound motion unit will be described. Now, when the first motor M1 is rotated, the ball screw nut 23 is directly rotated via the first connecting member 36 connected to the rotor portion 24. Since the ball screw nut 23 is engaged with the screw groove 21a of the shaft 21, the shaft 21 moves in the Z-axis direction which is the axial direction. Further, the moving dimension of the shaft 21 is accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE1.

【0020】 一方、第2のモータM2を回転させると、ロータ部27に連結した第2の連結 部材37を介してスプラインナット22が直接回転する。スプラインナット22 は軸21のスプライン溝21bに係合しているので、この回転によって軸21が 周方向であるθ軸方向に回転する。この回転角度もロータリーエンコーダRE2 の出力信号によって正確に決定される。On the other hand, when the second motor M2 is rotated, the spline nut 22 is directly rotated via the second connecting member 37 connected to the rotor portion 27. Since the spline nut 22 is engaged with the spline groove 21b of the shaft 21, this rotation causes the shaft 21 to rotate in the θ-axis direction which is the circumferential direction. This rotation angle is also accurately determined by the output signal of the rotary encoder RE2.

【0021】 ところで、前述した例は、上記第1の連結部材36と、上記第2の連結部材3 7の開口端の間にラビリンス構造のシール部40を設けている。しかし、連結部 材の開口端に隣接して形成される隙間が、ロータリーエンコーダの近傍のボール ねじナットやスプラインナット、或いはモータ等の他の回転体、もしくは、ナッ トホルダーや側板等の固定体との間に形成される場合には、これらの隙間にラビ リンス構造のシール部40を設けるようにしてもよいことは勿論である。By the way, in the above-described example, the labyrinth structure seal portion 40 is provided between the open ends of the first connecting member 36 and the second connecting member 37. However, the gap that is formed adjacent to the open end of the connecting member is a ball screw nut or spline nut near the rotary encoder, another rotating body such as a motor, or a fixed body such as a nut holder or side plate. Of course, when it is formed between them, the seal portion 40 having the labyrinth structure may be provided in these gaps.

【0022】 尚、上述の実施例は一例を示すもので、第1のナットはボールねじナットに限 らず、一般的なねじとナットの構成であっても良く、また、モータをステッピン グモータの構成とする等、本考案を逸脱しない範囲で種々変更可能である。It should be noted that the above-described embodiment is merely an example, and the first nut is not limited to a ball screw nut, and may have a general screw and nut configuration. Various changes can be made to the configuration and the like without departing from the scope of the present invention.

【0023】[0023]

考案の効果】Effects of the invention]

以上の説明から明らかなように、本考案の一軸複合動作ユニットの防塵構造に よれば、連結部材の開口端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成さ れる隙間に、防塵用のシール手段が配設されるので、軸に付着した油脂等はシー ル手段によって封止状態とすることができ、ロータリーエンコーダへの飛散を未 然に防止できる。このため、ロータリーエンコーダの信頼性を一段と向上するこ とができる利点がある。 As is clear from the above description, according to the dustproof structure of the uniaxial compound operation unit of the present invention, the dustproof structure is formed in the gap formed between the rotating end and the fixed end adjacent to the opening end of the connecting member. Since the sealing means is provided, oil and the like attached to the shaft can be sealed by the sealing means, and scattering to the rotary encoder can be prevented in advance. Therefore, there is an advantage that the reliability of the rotary encoder can be further improved.

【0024】[0024]

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

【図1】本考案の一軸複合動作ユニットの防塵構造の実
施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a dustproof structure of a uniaxial compound operation unit of the present invention.

【図2】従来の一軸複合動作ユニットを示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a conventional uniaxial compound motion unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 軸 21a ねじ溝 21b スプライン溝 22 スプラインナット(第1のナット) 23 ボールねじナット(第2のナット) 24,27 ロータ部 25,28 固定子コア 36,37 連結部材 40 シール部 M1,M2 モータ 21 shaft 21a screw groove 21b spline groove 22 spline nut (first nut) 23 ball screw nut (second nut) 24, 27 rotor part 25, 28 stator core 36, 37 connecting member 40 seal part M1, M2 motor

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 軸の外周にねじ溝等の溝を設け、この溝
にナットを係合して上記軸を回転もしくは軸方向に移動
させ、このナットと回転駆動用のモータ及び記ロータリ
ーエンコーダとをパイプ状の連結部材によって連結して
一体に回転させ、上記連結部材を上記軸の周囲に嵌挿し
た一軸複合動作ユニットであって、上記連結部材の開口
端に隣接した他の回転体もしくは固定体との間に形成さ
れる隙間に、防塵用のシール手段を配設してなる一軸複
合動作ユニットの防塵構造。
1. A groove such as a thread groove is provided on the outer circumference of a shaft, and a nut is engaged with the groove to rotate or move the shaft in the axial direction, and the nut, a rotation driving motor, and a rotary encoder. Is a uniaxial compound motion unit in which the above-mentioned connecting member is fitted around the above-mentioned shaft by connecting with a pipe-like connecting member and is integrally rotated. A dust-proof structure for a uniaxial compound operation unit in which a dust-proof seal means is disposed in a gap formed between the body and the body.
JP7696692U 1992-10-12 1992-10-12 Dust-proof structure of uniaxial compound motion unit Withdrawn JPH0635720U (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002266973A (en) * 2001-03-12 2002-09-18 Automax Kk Electric cylinder
USRE45385E1 (en) 2005-06-02 2015-02-24 Ghalib Saad A Wastewater treatment system
JP2015124864A (en) * 2013-12-27 2015-07-06 オリエンタルモーター株式会社 Rotation and linear motion actuator

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