(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられた第1動力源に接続する第１回転体と、
前記基板に、対面するように一体化して設けられる対向板と、
前記第１動力源と回転軸が一致するよう前記対向板へ設けられた第２動力源に接続する第２回転体と、
前記第１回転体上に形成され、前記第１回転体上で直線運動が可能な直線運動部と、
前記第２回転体に固定され、前記直線運動部と噛合する動力伝達部と、を含むことを特徴とする二つの回転体を利用した直線駆動装置。
【請求項２】
基板に設けられた第1動力源に接続する第１回転体と、
前記第1動力源と回転軸が一致するよう前記基盤へ設けられた第２動力源に接続する第２回転体と、
前記第１回転体上に形成され、前記第１回転体上で直線運動が可能な直線運動部と、
前記第２回転体に固定され、前記直線運動部と噛合する動力伝達部と、を含むことを特徴とする二つの回転体を利用した直線駆動装置。
【請求項３】
前記直線運動部は、前記第１回転体上に固定されたリニアベアリングを介して前記第１回転体と連結することによって、直線運動を行うことができることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二つの回転体を利用した直線駆動装置。
【請求項４】
前記直線運動部は、前記動力伝達部と相互噛合されて前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転角速度の差により直線運動を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二つの回転体を利用した直線駆動装置。
【請求項５】
前記直線運動部はラックであり、前記動力伝達部はピニオンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二つの回転体を利用した直線駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直線駆動装置に係り、さらに詳しくは、各回転体の回転速度差を用いて回転体上の直線運動を誘導する、二つの回転体を利用した直線駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転運動体の直線運動を誘導するためには、別途、回転体の回転軸上に線形モータを取り付ける必要があった。このような線形モータは外部電源と連結された電源供給経路により動力を供給されるのであるが、回転体上に形成された線形モータの電源供給に多くの問題点があった。
【０００３】
このような線形モータに電源を供給するためには、一般にブラシを利用する必要がある。しかし、ブラシを使用する場合、作動時のブラシの摩耗、損傷などにより寿命が短縮され、供給電力の波形が不安定になり、特に精密な構造の装置に使用する場合、ノイズや振動が発生する可能性が高くなる。これにより、製品の構造が複雑になり、結局製造コストが上昇する。
【０００４】
電源供給方式において、無線電力伝送などの方法も考慮されたが、この場合には電力伝送率が大幅に低くなる点が問題となる。特に、外部電場などに影響されやすい記憶装置や超小型機器などの場合、かかる方式を採用すると、その構成自体が複雑化してしまい、作動効率が大幅に低くなる問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術の問題点を解決するために、回転運動する回転体において直線運動が必要な場合、別途の線形モータなどの動力源を回転体上に装着することなく簡単な構造で直線運動を起こさせる直線駆動装置を提供することを、本発明の解決しようとする課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、基板に設けられた第1動力源に接続する第１回転体と、前記基板に、対面するように一体化して設けられる対向板と、前記第１動力源と回転軸が一致するよう前記対向板へ設けられた第２動力源に接続する第２回転体と、前記第１回転体上に形成され、前記第１回転体上で直線運動が可能な直線運動部と、前記第２回転体に固定され、前記直線運動部と噛合する動力伝達部とを含むことを特徴とする二つの回転体を利用した直線駆動装置を提供する。
【０００７】
前記直線運動部は、前記第１回転体上に固定されたリニアベアリングを介して前記第１回転体上と連結することによって直線運動を行うことが望ましい。また、前記直線運動部は、前記動力伝達部と相互噛合されて前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転角速度の差により直線運動を行うことが望ましい。
【０００８】
本発明において、前記直線運動部はラックであり、前記動力伝達部はピニオンであることが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参考にしつつ本発明による二つの回転モータを利用した直線駆動装置についてより詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明による直線駆動装置を概略的に示した斜視図である。図１に示すように、本発明による二つの回転運動体を利用した直線駆動装置は、直線運動のための動力源を別途設けることなく、回転体の回転運動から直線運動を誘導することを特徴とする。
【００１２】
二つの回転体１１，１２は、それぞれ上下に積載されており、前記それぞれの回転体１１，１２は別途の動力源を有すべく構成されている。このような２種類の回転体は第１回転体及び第２回転体に区別され、機能的にはそれぞれ回転運動体１１及び直線運動誘導体１２となる。前記回転運動体１１上には、直線運動を行う直線運動部１３、例えばラックが形成されている。前記直線運動誘導体１２には、前記直線運動部１３に直線運動動力を伝達する動力伝達部１４、例えばピニオンが形成されている。前記回転運動体１１及び直線運動誘導体１２はそれぞれ別個の動力源が連結されているので、相互に独立の回転運動が可能である。
【００１３】
ここで、前記直線運動部１３は前記回転運動体１１に完全に固定されてはいない。すなわち、前記直線運動部１３は、前記回転運動体１１による回転運動とは別途の直線運動が可能となるように、例えば前記回転運動体１１上に固定されたリニアベアリングにより連結されている。
【００１４】
一方、前記動力伝達部１４は前記直線運動誘導体１２に固定されている。ここで、前記直線運動部１３と前記動力伝達部１４とは相互に噛合している。従って、前記動力伝達部１４は、前記回転運動体１１及び直線運動誘導体１２の相対的な角速度差による直線駆動力を直線運動部１３に伝達できる。前記回転運動体１１及び直線運動誘導体１２の回転運動はそれぞれ別個の動力源によって駆動される。かかる動力源として、例えばモーターが使用されるが、それに限定されない。
【００１５】
図１を参照しつつ、本発明による二つの回転体による直線駆動装置の動作について、以下より詳細に説明する。
【００１６】
まず、回転運動体１１が外部動力により回転運動を行う。前記回転運動体１１の運動により、前記回転運動体１１に固定されたリニアベアリング１９により連結される直線運動部１３も同じ角速度で回転運動を行う。この場合、前記直線運動部１３は、単に前記回転運動体１１と同じ回転運動を行うだけであり、別途の動力が加えられないので直線運動ができない。
【００１７】
この時、直線運動誘導体１２を前記回転運動体１１と同じ方向に同じ回転角速度で回転させれば、前記直線運動誘導体１２に固定された動力伝達部１４も回転運動を行う。従って、前記動力伝達部１４と噛合された前記直線運動部１３は、単に同じ方向に同じ回転角速度で回転運動を行うだけであって、やはり直線運動はできない。
【００１８】
前記直線運動部１３の直線運動を誘導するためには、前記直線運動誘導体１２の回転角速度を前記回転運動体１１とは異なるものとしなければならない。すなわち、前記直線運動誘導体１２の回転角速度が前記回転運動体１１の角速度と異なれば、前記動力伝達部１４と噛合した前記直線運動部１３と前記回転運動体１１との間に相対的な角速度差が生じるので、前記直線運動部１３が前記回転運動体１１の回転運動と異なる回転運動を行う。従って、前記動力伝達部１４との噛合により、前記直線運動部１３は、前記回転運動体１１上で回転運動とは別の直線運動も行う。
【００１９】
この時、前記直線運動部１３の直線運動は、回転中心軸から前記直線運動部１３と前記動力伝達部１４との噛合位置までの距離すなわち前記直線運動誘導体１２の半径によって制御される。直線運動部１３の直線運動は、前記噛合位置が前記回転軸と近いほど精密な調整が可能である。
【００２０】
すなわち、前記直線運動部１３は回転運動を行いつつ直線運動を行う。従って、前記直線運動部１３、例えばラックは、センサや、情報記憶媒体から情報を読み出すヘッドを有する片持ちレバ１５や、回転と同時に半径方向運動を必要とする小型ロボット装置に応用できる。
【００２１】
本発明による二つの回転体を利用した直線駆動装置の一実施形態について、図２を参照してより詳細に説明する。図２は、二つの回転体１１，１２間に、直線運動部１３が例えばラックとして形成された、本発明による二つの回転体を利用した直線駆動装置の一実施形態を示した概略的な断面図である。
【００２２】
図２に示す実施形態における、直線駆動装置において、基盤２１と対向板２２とが互いに対面して一体化している。
回転運動体１１及び直線運動誘導体１２は、それぞれに第１動力源２３及び第２動力源２４、例えばコイル１６，１６´、磁石１７，１７´、ベアリング１８，１８´を含むスピンドルモータに接続されている。そして、第１動力源２３及び第２動力源２４は、それぞれ、基盤２１及び対向板２２に、互いの回転軸が一致するように設けられている。これら第１、第２動力源２３，２４により、回転運動体１１及び直線運動誘導体１２は、それぞれ独立に回転運動を行う。前記２回転体１１，１２間には直線運動部１３と動力伝達部１４とが噛合されて形成される。前記直線運動部１３は、リニアベアリング１９などにより回転と同時に直線運動ができるように回転運動体１１と連結されている。前記動力伝達部１４は前記直線運動誘導体１２に固定されており、前記直線運動部１３と噛合している。
【００２３】
図２の二つの回転体（回転運動体１１及び直線運動誘導体１２）は、コイル１６、磁石１７及びベアリング１８を含むスピンドルモータにそれぞれ連結されて回転運動を行う。前述の通り、電力を供給すれば前記回転運動体１１及び直線運動誘導体１２は独立に回転運動を行う。このような回転運動を行う前記回転運動体１１及び前記直線運動誘導体１２の角速度差により、前記直線運動部１３は直線運動を行う。
【００２４】
図３は本発明による二つの回転運動体１１，１２を利用した直線駆動装置の他の実施形態を示した概略的な断面図である。ここでは、二つの回転体１１，１２が基盤２１の同一平面上に回転軸が一致するように形成された場合が示されている。例えば、二つの回転体を回転運動させる第1，第2動力源２３，２４、例えばコイル１６，１６´、磁石１７，１７´、ベアリング１８，１８´を含むスピンドルモータを異なる大きさに製造することで、その外部は回転運動体１１を回転運動させ、内部は直線運動誘導体１２を回転運動させ、回転運動体１１が直線運動誘導体１２の周りを同一平面上で回転する。
【００２５】
直線運動部１３は前記回転運動体１１上にリニアベアリング１９を介して形成されており、動力伝達部１４が直線運動誘導体１２上に固定されて前記直線運動部１３、例えばラックと噛合して動力を伝達するのは前記図２の直線駆動装置の場合と同一である。
【００２６】
前記図３に示した実施形態は、前記図２に比べてその直線駆動装置を全体的に縮小させられるという長所がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、回転運動する物体に直線運動可能な装置が必要な場合、外部から電源を供給せねばならない線形モータを別途に構成する必要なく、二つの回転体間の相対的な角速度差により駆動する直線駆動装置を非常に容易に具現できる。従って、その製造コストを節減できることはもちろん、情報記憶媒体などの数多くの分野に応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による二つの回転体を利用した直線駆動装置を概略的に示した斜視図である。
【図２】本発明による二つの回転体を利用した直線駆動装置の一実施形態を示した断面図である。
【図３】本発明による二つの回転体を利用した直線駆動装置の他の実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１１          第１回転体（回転運動体）
１２          第２回転体（直線運動誘導体）
１３          直線運動部
１４          動力伝達部
１５          片持ちレバ
２１          基板
２２          対向板
２３          第１動力源
２４          第２動力源
【図１】
0003655895.tif 000002
【図２】
0003655895.tif 000003
【図３】
0003655895.tif 000004