JPH082161B2 - Combined servo motor - Google Patents
Combined servo motorInfo
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- JPH082161B2 JPH082161B2 JP62229794A JP22979487A JPH082161B2 JP H082161 B2 JPH082161 B2 JP H082161B2 JP 62229794 A JP62229794 A JP 62229794A JP 22979487 A JP22979487 A JP 22979487A JP H082161 B2 JPH082161 B2 JP H082161B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業状の利用分野〕 この発明は複合サーボモータに係り、詳細には、軸方
向の直進運動とトルク伝達の回転運動を司る駆動機構を
具備した複合サーボモータの改良に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite servomotor, and more particularly, to an improvement of a composite servomotor including a drive mechanism that controls a linear motion in an axial direction and a rotational motion of torque transmission. It is about.
一般に、各種工作機械、工業用ロボットの支柱やアー
ム、トランスファマシンあるいは自動搬送装置等におい
ては直進運動と回転運動とを行うための駆動機構が使用
されている。Generally, a drive mechanism for performing a rectilinear motion and a rotary motion is used in various machine tools, columns and arms of industrial robots, transfer machines, automatic transfer devices, and the like.
そして、これら直進運動と回転運動とを従う従来の駆
動機構としては、ねじ結合を利用して軸の回転を直進運
動に変換するモータと軸の回転をのまま回転運動に利用
するモータの２つを組合せて使用する駆動機構や流体シ
リンダにギヤとモータとを組み込んで直進運動と回転運
動とを行わせる駆動機構等が知られているが、これらの
駆動機構においては、モータ、シリンダあるいはギヤを
組み込むために一定のスペースを必要とするのでコンパ
クトに設計することが難しく、また、直進運動を司る駆
動源とが別に組み込まれ、しかも、これらの駆動源から
動力を伝達する伝達機構を必要のするので、角駆動源や
動力伝達機構における運動の誤差が重畳され、精度のよ
い直進又は回転駆動を得ることが困難であった。As a conventional drive mechanism that follows the linear motion and the rotary motion, there are two types of motors: a motor that converts the rotation of the shaft into a linear motion by using screw coupling, and a motor that uses the rotation of the shaft as it is for the rotary motion. Drive mechanisms that are used in combination with each other and drive mechanisms that incorporate a gear and a motor into a fluid cylinder to perform a rectilinear motion and a rotary motion are known.In these drive mechanisms, a motor, a cylinder, or a gear is used. Since it requires a certain space for installation, it is difficult to design compactly, and a drive source that controls linear motion is installed separately, and a transmission mechanism that transmits power from these drive sources is required. Therefore, the motion error in the angular drive source or the power transmission mechanism is superposed, and it is difficult to obtain accurate linear drive or rotary drive.
そこで、第４図に示すように、中空状に形成されると
共に外周面には回転子が固定された回転軸ａと、上記回
転子と相俟ってモータ部を構成する固定知ｃが内装され
たケーシングｇと、上記回転軸ａの内周面に取り付けら
れたボールナットｂと、上記回転軸ａを貫通すると共に
多数のボールf,f…を介して上記ボールナットｂと螺合
するボールねじ軸ｄと、上記回転軸ａの回転数を検出す
るエンコーダ等の検出手段ｅとから成る複合サーボモー
タが開発され、これにより１つの駆動源にて直進運動と
回転運動とを複合的に行えるようにしている。Therefore, as shown in FIG. 4, a rotary shaft a, which is formed in a hollow shape and has a rotor fixed to the outer peripheral surface, and a fixed blade c, which forms a motor unit in cooperation with the rotor, are internally provided. A casing g, a ball nut b attached to the inner peripheral surface of the rotary shaft a, a ball penetrating the rotary shaft a and screwed with the ball nut b through a large number of balls f, f. A composite servomotor comprising a screw shaft d and a detection means e such as an encoder for detecting the number of rotations of the rotation shaft a has been developed, whereby a single drive source can perform a combination of linear movement and rotational movement. I am trying.
しかしながら、従来のこの複合サーボモータにおいて
は、中空状の回転軸ａの内周面にボールナットｂを収容
しているので、かかる回転軸ａの外径が大きくならざる
を得ず、しかもケーシングｇに対して回転軸ａを支承す
るベアリングｈが上記ボールナットｂの収容位置と重な
るようにして設けられているので、上記ケーシングｇの
外径が嵩み、コンパクト化が図れないという問題点があ
った。また、上記ボールナットｂは固定ボルトｉで回転
軸ａに連結されるため、ボールナットｂを含めた回転軸
ａのねじり剛性が弱く、モータ部からボールナットｂに
対するトルク伝達能力が低いという問題点もあった。However, in this conventional composite servomotor, since the ball nut b is housed on the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft a, the outer diameter of the rotary shaft a must be large, and the casing g On the other hand, since the bearing h that supports the rotary shaft a is provided so as to overlap with the accommodating position of the ball nut b, there is a problem that the outer diameter of the casing g increases and the size cannot be reduced. It was Further, since the ball nut b is connected to the rotary shaft a by the fixing bolt i, the torsional rigidity of the rotary shaft a including the ball nut b is weak, and the torque transmission capability from the motor portion to the ball nut b is low. There was also.
また、回転軸の軸方向に関し、当該回転軸に収容され
たボールナットがモータ部の回転子及び固定子と重なる
場合には、モータ部に形成される磁界によってボールナ
ットに具備されたボールが磁化され易く、磁化したボー
ルに鉄粉等の異物が付着するので、ボールねじ軸の直進
運動精度が狂い易い他、ボールが焼きつきを生じ易いと
いった問題点もあった。Further, in the axial direction of the rotary shaft, when the ball nut housed in the rotary shaft overlaps with the rotor and the stator of the motor unit, the magnetic field formed in the motor unit magnetizes the balls provided in the ball nut. Since the foreign matter such as iron powder adheres to the magnetized balls, the accuracy of the linear movement of the ball screw shaft is likely to be deviated, and the balls are likely to burn.
一方、前述したように、回転軸ａの回転数はエンコー
ダｅによって検出され、これによってボールねじ軸ｄの
直進運動量を計測することができるが、エンコーダｅに
塵埃等が付着した場合には回転軸ａの回転数の検出に支
障をきたすため、エンコーダｅを塵埃等から保護する必
要があった。On the other hand, as described above, the number of rotations of the rotating shaft a is detected by the encoder e, which can measure the amount of linear movement of the ball screw shaft d. However, when dust or the like adheres to the encoder e, the rotating shaft a The encoder e needs to be protected from dust or the like because it hinders the detection of the rotation speed of a.
更に、上記エンコーダｅは回転軸ａに取り付けられた
回転体を上記ケーシングｇに固定された読取り体で検出
するようにして構成されているが、上記回転軸ａがモー
タの発熱によって膨張した場合には、上記回転体と読取
り体との位置関係が狂い、回転軸ａの回転角度を正確に
検出することができないといった問題点もあった。Further, the encoder e is configured to detect the rotating body attached to the rotating shaft a by the reading body fixed to the casing g. However, when the rotating shaft a expands due to heat generation of the motor, However, there is a problem in that the positional relationship between the rotating body and the reading body is incorrect and the rotation angle of the rotation axis a cannot be detected accurately.
本発明はこのような問題点に鑑なされたものであり、
その目的とするところは、小型で且つボールねじ軸の直
進運動精度に優れ、しかもボールねじ軸の直進運動量を
正確に計測することが可能な複合サーボモータを提供す
ることにある。The present invention is based on such problems.
It is an object of the present invention to provide a compound servomotor which is small in size, excellent in linear movement accuracy of the ball screw shaft, and capable of accurately measuring the linear movement amount of the ball screw shaft.
すなわち、本発明は、スパイラル状のボール転走溝が
形成されたボールねじ軸と、このボールねじ軸が貫挿す
る中空状に形成され、内周面には多数のボールを介して
上記ボールねじ軸に螺合するボールナット部を有する一
方、外周面には回転子を固定した回転軸と、上記回転子
の両側に配置された一対のベアリングを介して上記回転
を支承すると共に、上記回転子と相俟ってモータ部を構
成する固定子が固定されたモータケーシングと、このモ
ータケーシング内に収容され、上記回転軸の回転数を検
出する検出手段とから構成される複合サーボモータにお
いて、 上記回転軸を支承する一方のベアリングを、その内輪
が上記回転軸に固定保持されると共に、その外輪が上記
モータケーシングに固定保持された固定ベアリングと
し、この固定ベアリングを挟んでモータ部と反対側の位
置には当該回転ベアリングやモータ部に対して気密され
た空間を形成し、この空間内の上記固定ベアリングと近
接する位置に上記検出手段を収容する一方、上記回転軸
を支承する他方のベアリングを、その内輪が上記回転軸
に固定保持される一方、その外輪がモータ部に向けてス
プリング部材で押圧保持された可動ベアリングとし、上
記回転軸の熱膨張に応じて当該可能ベアリングが上記モ
ータケーシング内を軸方向に移動可能とし、且つ、上記
回転軸の軸方向に関し、当該回転軸の内周面に形成され
たボールナット部をモータ部とずれた位置に設けたこと
を特徴とするものである。That is, according to the present invention, a ball screw shaft having a spiral ball rolling groove is formed, and a ball screw shaft formed in a hollow shape through which the ball screw shaft penetrates, and the ball screw shaft is provided with a large number of balls on its inner peripheral surface. While having a ball nut portion that is screwed onto the shaft, while supporting the rotation through a rotating shaft having a rotor fixed on the outer peripheral surface and a pair of bearings arranged on both sides of the rotor, the rotor is also supported. In addition to the above, a composite servomotor comprising a motor casing to which a stator that constitutes a motor unit is fixed, and a detection unit that is housed in the motor casing and detects the rotation speed of the rotating shaft are provided. One bearing that supports the rotating shaft is a fixed bearing whose inner ring is fixedly held by the rotating shaft and whose outer ring is fixedly held by the motor casing. A space airtight to the rotary bearing and the motor unit is formed at a position opposite to the motor unit across the ring, and the detection means is housed at a position close to the fixed bearing in the space. The other bearing that supports the rotating shaft is a movable bearing whose inner ring is fixedly held by the rotating shaft and whose outer ring is pressed and held by a spring member toward the motor section to prevent thermal expansion of the rotating shaft. Accordingly, the movable bearing is axially movable in the motor casing, and the ball nut portion formed on the inner peripheral surface of the rotating shaft is displaced from the motor portion in the axial direction of the rotating shaft. It is characterized by being provided.
このような技術的手段において、上記検出手段は回転
軸の回転数を検出できるものであれば、整流子等を使用
した接触形あるいは光電素子等を使用した無接触形のい
ずれのものであってもよいが、好ましくは回転軸に装着
される回転体と、この回転体の回転数を検知すべくケー
シング側に固定される読み取り体とで構成する方がよ
い。In such technical means, the detecting means may be a contact type using a commutator or the like or a non-contact type using a photoelectric element or the like as long as it can detect the rotation speed of the rotating shaft. However, it is preferable that the rotary body is mounted on the rotary shaft and the reading body is fixed to the casing side to detect the number of rotations of the rotary body.
また、回転軸のボールナット部に刻設されたボール転
走溝とボールねじ軸のボール転走溝とでボール循環転走
領域が形成されるが、この場合、適宜間隔をおいて２つ
のボール循環転走領域を設けると共に、上記ボールナッ
ト部においてこれらボール循環転走領域の間に位置する
ボール転走溝リードをボールねじ軸のボール転走溝リー
ドに対して増加又は減少させ、これによって上記ボール
循環転領域内を転走するボールに所定の予圧を付与する
ことが好ましい。Further, the ball rolling groove formed on the ball nut portion of the rotary shaft and the ball rolling groove of the ball screw shaft form a ball circulating rolling region. In this case, two balls are spaced at appropriate intervals. In addition to providing a circulating rolling area, the ball rolling groove leads located between these ball circulating rolling areas in the ball nut portion are increased or decreased with respect to the ball rolling groove leads of the ball screw shaft, whereby the above It is preferable to apply a predetermined preload to the balls rolling in the ball circulation rolling region.
以下、添付図面に基づいて本発明の複合サーボモータ
を詳細に説明する。Hereinafter, a composite servomotor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明の実施例に係る複合サーボモータの外
観を示す斜視図、第２図は第１図のII−II断面図であ
る。FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a composite servomotor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
この複合サーボモータは、中空状の回転軸10と、この
回転軸10の外周に位置して回転軸10の回転を司るモータ
固定子12と、回転軸10内に貫挿されると共に回転軸10と
の間に多数のボール14,14…を介して摺動可能に支承さ
れるボールねじ軸16と、回転軸10の回転数を検出する検
出手段であるエンコーダ20と、固定子12とエンコーダ20
を内蔵すると共にベアリング39、40を介して回転軸10を
回転可能に支承するケーシング30とで構成されている。This composite servomotor includes a hollow rotary shaft 10, a motor stator 12 located on the outer periphery of the rotary shaft 10 for controlling the rotation of the rotary shaft 10, and a rotary shaft 10 that is inserted through the rotary shaft 10. , A ball screw shaft 16 slidably supported through a large number of balls 14, 14, an encoder 20 that is a detecting unit that detects the number of rotations of the rotating shaft 10, a stator 12, and an encoder 20.
And a casing 30 that rotatably supports the rotating shaft 10 via bearings 39 and 40.
先ず、上記回転軸10は、その内周面にボール14、14…
を介してボールねじ軸16が螺合する適宜ピッチのスパイ
ラル状のボール転送溝11が横設されて、ボールナット部
が形成されている。また、この回転軸10の外周面にはモ
ータ部の回転子を構成する複数の突極部13が所定のピッ
チで配列される一方、かかる突極部13は回転軸10の軸方
向に関して上記ボールナット部とずれた位置に固定され
ており、モータ部の発熱によってボール転走溝11のリー
ド及び回転軸と10ボールねじ軸16との間の隙間が変化す
るのを防止している。First, the rotary shaft 10 has balls 14, 14 ...
A ball nut portion is formed by laterally arranging a spiral ball transfer groove 11 having an appropriate pitch with which a ball screw shaft 16 is screwed through. On the outer peripheral surface of the rotating shaft 10, a plurality of salient pole portions 13 constituting the rotor of the motor unit are arranged at a predetermined pitch, while the salient pole portions 13 are formed by the balls in the axial direction of the rotating shaft 10. It is fixed at a position deviated from the nut part, and prevents the gap between the lead of the ball rolling groove 11 and the rotary shaft and the 10 ball screw shaft 16 from changing due to heat generation of the motor part.
一方、これら突極部13の周囲には上記回転子と相俟っ
てモータ部を構成する固定子12が配設されており、かか
る固定子12は上記ケーシング30内に固定されている。こ
の固定子12は上記突極部13と僅かにずれたピッチで配列
された固定子鉄心15に多相の巻線17を巻装して構成され
ており、上記巻線17を順次励磁することにより突極部13
が固定子鉄心15に磁気吸引されて回転軸10が回転するよ
うになっている。On the other hand, around the salient pole portions 13, a stator 12 which constitutes a motor portion together with the rotor is arranged, and the stator 12 is fixed in the casing 30. The stator 12 is constructed by winding a multi-phase winding 17 around a stator core 15 arranged at a pitch slightly shifted from the salient pole portion 13 and sequentially exciting the winding 17. Salient pole part 13
Is magnetically attracted to the stator core 15 to rotate the rotating shaft 10.
上記ボールねじ軸16は、その外周面にボール14、14…
を転走案内するスパイラル状のボール転走溝19が横設さ
れており、このボール転走溝19と上記回転軸10のボール
転走溝11との間に介装されるボール14、14…を介して回
転軸10の回転運動がボールねじ軸16の直進運動に変換さ
れ得るようになっている。The ball screw shaft 16 has balls 14, 14 ...
A spiral ball rolling groove 19 for rolling guide is horizontally provided, and balls 14, 14 interposed between the ball rolling groove 19 and the ball rolling groove 11 of the rotary shaft 10 ... The rotational movement of the rotary shaft 10 can be converted into the linear movement of the ball screw shaft 16 via the.
上記回転軸10のボールナット部のボール転走溝11とボ
ールねじ軸16のボール転走溝19とでボール循環転走領域
が形成されるのであるが、この際、第３図に示すよう
に、２つのボール循環転走領域18a、18bが形成されてい
る。又、回転軸10のボールナット部においては、これら
ボール循環転走領域18a,18bのボール転走溝11のリードP
2に対して両領域の間のボール転走溝11のリードP1が大
きく（P1＞P2）設定されている。このため、２つの各ボ
ール循環転走領域18a,18bにおいて回転軸10とボールね
じ軸16との間に挟み込まれたボール14は、回転軸10側の
ボール転送溝11によって互いに他のボール循環転走領域
18a（又は18b）とは相反する方向へ押圧される格好とな
り、上記P1とP2の差に応じた大きさの予圧が各ボール循
環転相領域18a,18bのボールに付与される。従って、ボ
ールナット、間座等を用いることなく予圧が付与できる
ので、外径のコンパクト化が図れ、また、ボールねじ軸
16のねじれが防止できると共に、モータ駆動を効率的に
行うことができる。ここでは、P1＞P2の場合について説
明したが、P1＜P2の関係においても同様に予圧を付与す
ることができる。なお、第３図において符号18cは軸方
向において隣接するボール転走溝11、19同士間にボール
14、14…を案内するディフレクタである。The ball rolling groove 11 of the ball nut portion of the rotary shaft 10 and the ball rolling groove 19 of the ball screw shaft 16 form a ball circulating rolling region. At this time, as shown in FIG. Two ball circulation rolling areas 18a and 18b are formed. Further, in the ball nut portion of the rotary shaft 10, the lead P of the ball rolling groove 11 in these ball circulating rolling regions 18a, 18b is
Lead P 1 of the ball rolling grooves 11 between the two regions for two is greater (P 1> P 2) setting. Therefore, the balls 14 sandwiched between the rotary shaft 10 and the ball screw shaft 16 in the two ball circulating rolling regions 18a, 18b are mutually circulated by the ball transfer groove 11 on the rotary shaft 10 side. Running area
The ball is pressed in a direction opposite to that of 18a (or 18b), and a preload having a magnitude corresponding to the difference between P 1 and P 2 is applied to the balls in each ball circulation phase inversion region 18a, 18b. Therefore, preload can be applied without using a ball nut, spacer, etc., so that the outer diameter can be made compact, and the ball screw shaft can be made compact.
The twisting of 16 can be prevented and the motor can be efficiently driven. Although the case of P 1 > P 2 has been described here, the preload can be similarly applied in the relationship of P 1 <P 2 . In FIG. 3, reference numeral 18c indicates a ball between the ball rolling grooves 11 and 19 which are adjacent to each other in the axial direction.
It is a deflector that guides 14, 14 ...
また、上記ケーシング30は、回転軸10を貫挿する貫通
穴31を有する有底筒状のケーシング本体32と、このケー
シング本体32の開口端部に固定ボルト33をもって固定さ
れる回転軸10の貫通孔34を有する側蓋35と、ケーシング
本体32の底部に固定ねじ36をもって嵌着されるとともに
回転軸10の貫通穴37を有する有底筒状のケーシング端部
体38とで構成されている。そして、ケーシング本体32の
貫通穴31において２つのアンギュラボールベアリング3
9,39を介して回転軸10が回転可能に支承されると共に、
側蓋35の貫通穴、34においてラジアルボールベアリング
40を介して回転軸10が回転可能に支承されており、モー
タ部はこれらアンギュラボールベアリング39,39とラジ
アルボールベアリング40との間に位置している。Further, the casing 30 has a bottomed cylindrical casing body 32 having a through hole 31 through which the rotating shaft 10 is inserted, and a through hole of the rotating shaft 10 fixed to the opening end portion of the casing body 32 with a fixing bolt 33. It is composed of a side cover 35 having a hole 34, and a bottomed cylindrical casing end body 38 having a through hole 37 for the rotary shaft 10 and fitted in the bottom of the casing body 32 with a fixing screw 36. Then, in the through hole 31 of the casing body 32, the two angular ball bearings 3
The rotating shaft 10 is rotatably supported via 9,39,
Radial ball bearing at 34, through hole in side lid 35
The rotary shaft 10 is rotatably supported via 40, and the motor unit is located between the angular ball bearings 39, 39 and the radial ball bearing 40.
ここで、上記モータ部の両側の配置されたアンギュラ
ボールベアリング39,39及びラジアルボールベアリング4
0のうち、上記アンギュラボールベアリング39,39はその
内輪が回転軸10に螺合する第１の押さえ部材43によって
当該回転軸10に固定される一方、その外輪がケーシング
本体32に螺合する第２の押さえ部材44によって当該ケー
シング本体32に固定保持されている。また、上記ラジア
ルボールベアリング40はその外輪が側蓋35との間に介装
された皿ばね46によって軸方向に押圧保持される一方、
その内輪は皿ばね46の付勢力によって回転軸の所定位置
に係止されている。このように両ベアリング39,40を保
持することにより、モータ部の発熱で回転軸10に熱膨張
が生じた際にも、回転軸10は固定保持されたアンギュラ
ボールベアリング39,39を基点として押圧保持されたラ
ジアルボールベアリング40側に延伸することができるの
で、アンギュラボールベアリング39,39に無理な予圧が
作用することがなく、回転軸10を円滑に回転させること
ができるようになっている。Here, angular ball bearings 39, 39 and radial ball bearings 4 arranged on both sides of the motor section
Of the 0, the angular ball bearings 39, 39 are fixed to the rotary shaft 10 by a first pressing member 43 whose inner ring is screwed to the rotary shaft 10, while the outer ring is screwed to the casing main body 32. It is fixedly held on the casing body 32 by the second pressing member 44. The outer ring of the radial ball bearing 40 is axially pressed and held by a disc spring 46 interposed between the outer ring and the side lid 35.
The inner ring is locked at a predetermined position on the rotating shaft by the biasing force of the disc spring 46. By holding both bearings 39 and 40 in this manner, even when thermal expansion of the rotating shaft 10 occurs due to heat generation of the motor unit, the rotating shaft 10 is pressed against the angular ball bearings 39 and 39 that are fixedly held. Since the held radial ball bearing 40 can be extended, the angular ball bearings 39, 39 are not subjected to an excessive preload, and the rotary shaft 10 can be smoothly rotated.
更に、上記ケーシング端部体38はパッキング41を介し
てケーシング本体32に嵌着されると共に、その貫通穴37
には回転軸10との隙間を埋めるシール42が装着されてい
る。また、上記第２の押さえ部材44と回転軸10との間に
はシール部材45が介在されており、アンギュラボールベ
アリングに封入されたグリースがケーシング端部体38に
覆われた空間に飛び散らないようにしている。従って、
このケーシング端部体38に覆われた空間はケーシング30
の外気に対してのみならず、ケーシング本体32内のモー
タ部やアンギュラーボールベアリング39に対しても気密
された空間となっており、本実施例ではこの気密空間内
のアンギュラーボールベアリング39と近接する位置に上
記エンコーダ20を収容し、エンコーダ20をケーシング30
の外部の塵埃等から保護している。Further, the casing end body 38 is fitted into the casing main body 32 via the packing 41, and the through hole 37 thereof is formed.
A seal 42 for filling a gap with the rotating shaft 10 is attached to the. Further, a seal member 45 is interposed between the second pressing member 44 and the rotary shaft 10 so that the grease enclosed in the angular ball bearing does not scatter in the space covered by the casing end body 38. I have to. Therefore,
The space covered by the casing end body 38 is the casing 30.
Not only with respect to the outside air, but also with respect to the motor portion and the angular ball bearing 39 in the casing body 32, the space is airtight. The encoder 20 is housed in a close position, and the encoder 20 is placed in the casing 30.
Protects against dust from outside.
このように構成されるケーシング30のケーシング本体
32には、固定子12に配線47を接続するためのモータ用接
続端子48の取付孔49が穿設され、また、ケーシング端部
体38にはエンコーダ20に配線50を接続するためのエンコ
ーダ用接続端子51の取付孔52が穿設されている。そし
て、これら取付孔49、52には雌ねじ部が刻設されてそれ
ぞれ接続端子48、51が螺合されている。Casing body of the casing 30 configured in this way
A mounting hole 49 for a motor connection terminal 48 for connecting the wiring 47 to the stator 12 is bored in the 32, and an encoder terminal for connecting the wiring 50 to the encoder 20 is provided in the casing end body 38. A mounting hole 52 for the connection terminal 51 is formed. Then, female screw portions are engraved in these mounting holes 49 and 52, and connection terminals 48 and 51 are respectively screwed therein.
一方、上記エンコーダ20は、回転軸10に嵌着される取
付け部材21を介して回転軸10に固定される回転体22と、
この回転体22の回転数を検知すべくケーシング30側に固
定される読み取り体23とで構成されている。この場合、
読み取り体23は、回転体22に関して対称位置に配設され
る光電素子24と、受光素子25とで構成されており、光電
素子24から発せられた光が回転体22の透過部を通過して
受光素子25にて読み取られることにより、回転軸10の回
転が検知され得るようになっている。従って、エンコー
ダ20による回転軸10の回転数を検知して図示しない制御
手段を介してモータ固定子12の電気制御を行うことがで
きる。On the other hand, the encoder 20 is a rotary body 22 fixed to the rotary shaft 10 via a mounting member 21 fitted to the rotary shaft 10,
The reading member 23 is fixed to the casing 30 side to detect the number of rotations of the rotating member 22. in this case,
The reading body 23 is composed of a photoelectric element 24 and a light receiving element 25 which are arranged symmetrically with respect to the rotating body 22, and the light emitted from the photoelectric element 24 passes through the transmitting portion of the rotating body 22. By being read by the light receiving element 25, the rotation of the rotating shaft 10 can be detected. Therefore, it is possible to detect the number of rotations of the rotary shaft 10 by the encoder 20 and electrically control the motor stator 12 through the control means (not shown).
前述のようにこのエンコーダ20はケーシング端部体38
に覆われた気密空間に収容されるのだが、かかる収容空
間はアンギュラーボールベアリング39,39を挟んでモー
タ部と反対側に位置していることから、モータ部の発熱
で回転軸10に熱膨張が生じても、前述の如く回転軸10は
皿ばね46によって押圧保持されたラジアルボールベアリ
ング40側に延伸する。従って、モータ部の駆動に伴い回
転軸10が熱膨張しても、回転軸10に固定された回転体22
とケーシング30側に固定された読取り体23との位置関係
が狂うことがなく、常に正確に回転軸10の回転数を検出
するこができるものである。As mentioned above, this encoder 20 is
Although it is housed in an airtight space covered by the motor, the housing space is located on the opposite side of the motor part with the angular ball bearings 39, 39 interposed between them. Even if expansion occurs, the rotary shaft 10 extends toward the radial ball bearing 40 side that is pressed and held by the disc spring 46 as described above. Therefore, even if the rotating shaft 10 thermally expands due to the driving of the motor unit, the rotating body 22 fixed to the rotating shaft 22
The positional relationship between the reading body 23 fixed to the casing 30 and the reading body 23 is not changed, and the number of rotations of the rotating shaft 10 can be always detected accurately.
そして、以上のように構成される本発明の複合サーボ
モータおいては、モータ固定子12に通電すると、固定子
12の固定鉄心15に巻装されている巻線17が励磁され、回
転軸10の突極部13の突極が吸引されて回転軸10が回転す
る。そして、回転軸10が回転すると、回転軸の回転数に
応じてボール14、14…を介してボールねじ軸16が所定量
直進運動するのである。したがって、モータの回転を回
転軸10に伝達すると共に、回転軸10の回転をボールねじ
軸16にて直進運動に変換して、各種装置の操作を行うこ
とができる。In the composite servomotor of the present invention configured as described above, when the motor stator 12 is energized, the stator
The winding wire 17 wound around the fixed iron core 15 of 12 is excited, the salient poles of the salient pole portion 13 of the rotating shaft 10 are attracted, and the rotating shaft 10 rotates. Then, when the rotating shaft 10 rotates, the ball screw shaft 16 moves linearly by a predetermined amount via the balls 14, 14 ... According to the number of rotations of the rotating shaft. Therefore, the rotation of the motor can be transmitted to the rotary shaft 10 and the rotation of the rotary shaft 10 can be converted into a rectilinear motion by the ball screw shaft 16 to operate various devices.
以上説明したように、本発明の複合サーボモータによ
れば、モータ軸である回転軸がその内周面にボールナッ
ト部を有しており、かかる回転軸が多数のボールを介し
て直接ボールねじ軸と螺合しているので、回転軸の外径
を小さく形成してサーボモータそれ自体のコンパクト化
を達成することができる他、モータ部によって回転軸に
与えたトルク効率良くボールねじ軸の直進運動の変換す
ることができる。As described above, according to the composite servomotor of the present invention, the rotating shaft, which is the motor shaft, has the ball nut portion on its inner peripheral surface, and the rotating shaft is directly connected to the ball screw through a large number of balls. Since it is screwed with the shaft, the outer diameter of the rotating shaft can be made small to achieve the compactness of the servo motor itself, and the torque given to the rotating shaft by the motor section can be efficiently moved straight on the ball screw shaft. Can be converted of movement.
また、上記回転軸の回転を支承すべくモータ部の両側
に配置した一対のベアリングのうち、一方のベアリング
を固定ベアリングとすると共に、他方のベアリングを可
動ベアリングとし、更に上記固定ベアリングを挟んでモ
ータ部と反対側の位置には気密空間を形成し、この空間
内に回転軸の回転数を検出するエンコーダを収容するよ
うにしたので、エンコーダに塵埃やベアリングのグリー
ス等が付着することがなく、しかもモータ部の発熱によ
る回転軸の熱膨張が生じても、かかる熱膨張によっては
上記エンコーダの検出精度が低下することがなく、常に
モータの回転数を高精度で制御することができる。Further, of the pair of bearings arranged on both sides of the motor part for supporting the rotation of the rotary shaft, one bearing is a fixed bearing, the other bearing is a movable bearing, and the motor is sandwiched by the fixed bearing. Since an airtight space is formed at a position opposite to the part, and the encoder for detecting the rotation speed of the rotating shaft is housed in this space, dust or grease of the bearing does not adhere to the encoder, Moreover, even if thermal expansion of the rotating shaft occurs due to heat generation of the motor unit, the detection accuracy of the encoder does not decrease due to the thermal expansion, and the rotational speed of the motor can always be controlled with high accuracy.
更に、本発明では上記回転軸の軸方向に関し、当該回
転軸の内周面に形成されたボールナット部がモータ部と
ずれた位置に設けられており、ボールナット部とボール
ねじ軸との間に介装されたボールがモータ部の磁界によ
って磁化されてしまうことがないので、ボールに鉄粉等
の異物が付着することがなく、ボールねじ軸の送り精度
の低下を防止することができると共に、回転軸の回転中
におけるボールの焼きつきを防止することができる。Further, in the present invention, with respect to the axial direction of the rotary shaft, the ball nut portion formed on the inner peripheral surface of the rotary shaft is provided at a position deviated from the motor portion, and the ball nut portion and the ball screw shaft are separated from each other. Since the balls interposed in the balls will not be magnetized by the magnetic field of the motor section, foreign matter such as iron powder will not adhere to the balls, and it is possible to prevent the feed accuracy of the ball screw shaft from decreasing. It is possible to prevent the seizure of balls during the rotation of the rotary shaft.
第１図はこの発明の複合サーボモータの外観を示す斜視
図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図はこの発明
におけるボールねじ部の予圧部を示す拡大断面図、第４
図は従来の複合サーボモータの断面図である。 〔符号説明〕 10……回転軸、12……固定子、14……ボール、16……ボ
ールねじ軸、18a,18b……ボール循環転走領域、20……
エンコーダ（検出手段）、22……回転体、23……読取り
体、30……ケーシング、39,40……ベアリングFIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of a composite servomotor of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a preload portion of a ball screw portion according to the present invention. Fourth
The figure is a sectional view of a conventional composite servomotor. [Explanation of symbols] 10 …… Rotary shaft, 12 …… Stator, 14 …… Ball, 16 …… Ball screw shaft, 18a, 18b …… Ball circulation rolling area, 20 ……
Encoder (detection means), 22 ... Rotating body, 23 ... Reading body, 30 ... Casing, 39,40 ... Bearing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−22442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−160052（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−29239（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭41−246（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭48−22987（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭48−22985（ＪＰ，Ｙ１) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-22442 (JP, A) JP-A-62-160052 (JP, A) Actual development Sho-48-29239 (JP, U) Actual publication 41- 246 (JP, Y1) Actual public 48-22987 (JP, Y1) Actual public 48-22985 (JP, Y1)
Claims (3)
ボールねじ軸と、このボールねじ軸が貫挿する中空状に
形成され、内周面には多数のボールを介して上記ボール
ねじ軸に螺合するボールナット部を有する一方、外周面
には回転子を固定した回転軸と、上記回転子の両側に配
置された一対のベアリングを介して上記回転軸を支承す
ると共に、上記回転子と相俟ってモータ部を構成する固
定子が固定されたモータケーシングと、このモータケー
シング内に収容され、上記回転軸の回転数を検出する検
出手段とから構成される複合サーボモータにおいて、 上記回転軸を支承する一方のベアリングは、その内輪が
上記回転軸に固定保持されると共に、その外輪が上記モ
ータケーシングに固定保持された固定ベアリングであ
り、この固定ベアリングを挟んでモータ部と反対側の位
置には当該固定ベアリングやモータ部に対して気密され
た空間を形成し、この空間内の上記固定ベアリングと近
接する位置に上記検出手段を収容する一方、 上記回転軸を支承する他方のベアリングは、その内輪が
上記回転軸に固定保持される一方、その外輪がモータ部
に向けてスプリング部材で押圧保持された可動ベアリン
グであり、上記回転軸の熱膨張にに応じて当該可動ベア
リングが上記モータケーシング内を軸方向に移動可能で
あり、且つ、 上記回転軸の軸方向に関し、当該回転軸の内周面に形成
されたボールナット部がモータ部とずれた位置に設けら
れていることを特徴とする複合サーボモータ。1. A ball screw shaft having a spiral ball rolling groove formed therein, and a ball screw shaft having a hollow shape through which the ball screw shaft penetrates, and the ball screw shaft having a large number of balls on the inner peripheral surface thereof. While having a ball nut portion that is screwed into the outer peripheral surface, the outer peripheral surface supports the rotating shaft via a rotating shaft to which the rotor is fixed, and a pair of bearings arranged on both sides of the rotor. In addition to the above, a composite servomotor comprising a motor casing to which a stator that constitutes a motor unit is fixed, and a detection unit that is housed in the motor casing and detects the rotation speed of the rotating shaft are provided. One of the bearings supporting the rotating shaft is a fixed bearing whose inner ring is fixedly held by the rotating shaft and whose outer ring is fixedly held by the motor casing. A space airtight to the fixed bearing and the motor unit is formed at a position on the opposite side of the motor unit with the magnet interposed therebetween, and the detection means is housed in a position close to the fixed bearing in the space. The other bearing that supports the rotary shaft is a movable bearing whose inner ring is fixedly held by the rotary shaft, and whose outer ring is pressed and held by a spring member toward the motor section. According to the above, the movable bearing is axially movable in the motor casing, and the ball nut portion formed on the inner peripheral surface of the rotating shaft is displaced from the motor portion in the axial direction of the rotating shaft. The compound servomotor is characterized in that it is provided at a different position.
と、この回転体の回転数を検知すべくケーシング側に固
定される読取り体とで構成されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の複合サーボモータ。2. The detecting means comprises a rotating body mounted on the circuit shaft and a reading body fixed to the casing side to detect the number of rotations of the rotating body. A composite servomotor according to claim 1.
ボールねじ軸のボール転走溝とでボールの挟み込まれる
２つのボール循環転走領域を形成すると共に、上記ボー
ルナット部においてこれらボール循環転走領域の間に位
置するボール転走溝のリードをボールねじ軸のボール転
走溝リードに対して増加又は減少させ、上記両ボール循
環転走領域内を転走するボールに所定の予圧を付与する
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の複合サーボモータ。3. A ball rolling groove of a ball nut portion of a rotary shaft and a ball rolling groove of a ball screw shaft form two ball circulating rolling regions in which the ball is sandwiched, and the ball nut portion has these ball rolling rolling regions. The lead of the ball rolling groove located between the circulating rolling areas is increased or decreased with respect to the ball rolling groove lead of the ball screw shaft, and a predetermined preload is applied to the balls rolling in the both ball circulating rolling areas. The composite servomotor according to claim 1, wherein the composite servomotor is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229794A JPH082161B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Combined servo motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229794A JPH082161B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Combined servo motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477442A JPS6477442A (en) | 1989-03-23 |
| JPH082161B2 true JPH082161B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=16897776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229794A Expired - Lifetime JPH082161B2 (en) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | Combined servo motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082161B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10336952A (en) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Toshiba Eng Co Ltd | Electric servo motor |
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| US10875446B2 (en) * | 2016-11-23 | 2020-12-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Actuator and head lamp comprising same |
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| JP7250980B2 (en) * | 2020-08-20 | 2023-04-03 | 住友重機械工業株式会社 | Injection molding machine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022442A (en) * | 1983-07-15 | 1985-02-04 | Hitachi Ltd | Linear motor drive device |
| JPS62160052A (en) * | 1986-01-09 | 1987-07-16 | Hiroshi Teramachi | Fine adjustment and quick feeding motor |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62229794A patent/JPH082161B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6477442A (en) | 1989-03-23 |
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