(57)【要約】【課題】  軸部材を直線及び回転駆動させる複合駆動装置において、構造を簡略化してコストダウンを図ると共に、直動軸における回転方向のガタツキを防止する。【解決手段】  軸部材を直線及び回転駆動させる複合駆動装置１であって、直動軸７を直線駆動させるリニアモータ２と、回転軸９を回転駆動させる回転モータ３と、回転軸９を直動軸７に連結させる連結部１１と、回転モータ３を直動軸７の直線駆動方向に沿って移動自在に支持する回転モータ用リニアガイド５とを備え、回転モータ３の駆動によって直動軸７を回転させると共に、直動軸７の直線駆動に回転モータ３を追随させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材を直線及び回転駆動させる複合駆動装置であって、直動軸を直線駆動させるリニアモータと、回転軸を回転駆動させる回転モータと、前記回転軸を前記直動軸に連結させる連結部と、前記回転モータを前記直動軸の直線駆動方向に沿って移動自在に支持するリニアガイドとを備え、前記回転モータの駆動によって前記直動軸を回転させると共に、前記直動軸の直線駆動に前記回転モータを追随させることを特徴とする複合駆動装置。
【請求項２】
前記連結部は、前記回転軸と前記直動軸を一体的に連結するカップリングであることを特徴とする請求項１記載の複合駆動装置。
【請求項３】
前記リニアガイド又は前記回転モータには、前記直動軸の直線駆動位置を検出するリニアスケールヘッドが設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の複合駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部材を直線及び回転駆動させる複合駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸部材を固定子又は移動子とし、コイル部材の励磁によりコイル部材又は軸部材を直線駆動させるリニアモータが知られている。例えば、特許文献１〜４に記載されるリニアモータは、Ｎ極とＳ極が交互に配列されてなる棒状磁石である固定子と、固定子に嵌装されるとともに、コイル部材を有し、固定子に沿って移動が可能な環状部材である移動子とを備え、コイル部材の励磁により環状部材を直線駆動させることができる。
【０００３】
また、軸部材を直線駆動だけでなく、複合的に駆動させる複合駆動装置も知られている。例えば、特許文献５に記載される２軸複合モータは、リニアモータ及び回転モータを備えており、リニアモータの駆動によって直動軸を直線駆動させるだけでなく、回転モータの駆動によって直動軸を回転駆動させることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献５に記載される２軸複合モータでは、直動軸と回転モータをスプラインにより連結しているため、リニアモータが特殊な構造になり、コストアップを招来するという問題がある。
【０００５】
また、直動軸と回転モータをスプラインで連結する場合、スプライン部には、直動軸のスライドを許容するためのクリアランスが必要になるため、直動軸に回転方向のガタツキが発生するという問題もある。
【０００６】
また、リニアモータにおいては、リニアスケールなどを用いて直動軸の直線駆動位置を検出する場合があるが、直動軸を直線及び回転駆動させる特許文献５の２軸複合モータでは、リニアスケールによる直動軸の位置検出が困難になるという問題もある。
【特許文献１】特開２００４−１２５６９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１２９４４０号公報
【特許文献３】特開２００４−１２９４４１号公報
【特許文献４】特開２００４−２９７８８４号公報
【特許文献５】特開２００２−１７１７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、直動軸と回転軸の連結部において、両軸の相対的な直線移動を許容することなく、両軸を一体的に連結することが可能になり、その結果、スプラインを用いる場合に比べ、リニアモータの構造を簡略化してコストダウンが図れるだけでなく、直動軸における回転方向のガタツキも防止できる複合駆動装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の複合駆動装置は、軸部材を直線及び回転駆動させる複合駆動装置であって、直動軸を直線駆動させるリニアモータと、回転軸を回転駆動させる回転モータと、前記回転軸を前記直動軸に連結させる連結部と、前記回転モータを前記直動軸の直線駆動方向に沿って移動自在に支持するリニアガイドとを備え、前記回転モータの駆動によって前記直動軸を回転させると共に、前記直動軸の直線駆動に前記回転モータを追随させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記のように構成したことにより、直動軸と回転軸の連結部において、両軸の相対的な直線移動を許容することなく、両軸を一体的に連結することが可能になる。その結果、スプラインを用いる場合に比べ、リニアモータの構造を簡略化してコストダウンが図れるだけでなく、直動軸における回転方向のガタツキも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する複合駆動装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る複合駆動装置の側面図である。この図に示すように、複合駆動装置１は、リニアモータ２、回転モータ３、直動軸用リニアガイド４、回転モータ用リニアガイド５、リニアスケール６などから構成されている。
【００１１】
リニアモータ２は、直動軸７及びモータ本体８を備えて構成されている。直動軸７は、例えば、Ｎ極とＳ極が交互に配列された棒状磁石からなり、一対の直動軸用リニアガイド４によってスライド及び回転自在に支持されている。モータ本体８は、固定支持されており、内部に設けられるコイル部材（図示せず）の励磁により、直動軸７を所定の移動ストローク間において直線駆動（進退動作）させる。尚、リニアモータ２における直動軸７の直線駆動方式に制限はない。例えば、特許文献１〜４に記載されている公知の方式を用いることができる。
【００１２】
回転モータ３は、例えばＡＣサーボモータであり、回転軸９及びモータ本体１０を備えて構成されている。回転軸９は、連結部１１を介して直動軸７に連結されている。連結部１１は、回転軸９の回転動力を直動軸７に伝動し、かつ、両軸７、９の相対的な直線移動を規制するように構成されるものであり、例えば、直列状に並ぶ両軸７、９を一体的に連結するカップリング１２によって構成される。回転用モータ本体１０は、モータ取付板１３に固定されており、内部に設けられるコイル部材（図示せず）の励磁により、回転軸９を回転駆動させる。尚、連結部１１は、カップリング１２に限定されないことは勿論であり、ギヤ伝動機構やベルト伝動機構を用いてもよい。
【００１３】
回転モータ用リニアガイド５は、リニアガイドレール１４及びキャリッジ１５を備えて構成されている。リニアガイドレール１４は、直動軸７と平行に配置され、キャリッジ１５を直動軸７の直線駆動方向に沿ってリニアガイドする。キャリッジ１５は、モータ取付板１３を介して回転モータ３を一体的に支持している。これにより、回転モータ３は、直動軸７の直線駆動方向に沿ってリニアガイドされる。
【００１４】
リニアスケール６は、リニアスケールベース１６及びリニアスケールヘッド１７（読取り部）を備えて構成されている。リニアスケールベース１６は、Ｎ極とＳ極が交互に配列されたリボン状の磁石であり、リニアスケールヘッド１７の移動経路に沿って固定されている。リニアスケールヘッド１７は、リニアスケールベース１６の磁気パターンを読み取る磁気ヘッドであり、リニアスケールヘッド１７の読み取り信号をカウント処理することにより、リニアスケールベース１６に対するリニアスケールヘッド１７の相対位置を検出することができる。そして、本実施形態では、リニアスケールヘッド１７をキャリッジ１５に設けているので、回転モータ３や直動軸７の直線移動位置を検出することが可能になる。尚、リニアスケールヘッド１７は、回転モータ３のモータ本体１０やモータ取付板１３に設けてもよく、また、光学式等直線変位を読み取れるものであればよい。
【００１５】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、複合駆動装置１は、直動軸７を直線駆動させるリニアモータ２と、回転軸９を回転駆動させる回転モータ３と、回転軸９を直動軸７に連結させる連結部１１と、回転モータ３を直動軸７の直線駆動方向に沿って移動自在に支持する回転モータ用リニアガイド５とを備えており、回転モータ３を駆動させると、回転軸９を介して直動軸７が回転駆動され、また、リニアモータ２を駆動させると、直動軸７が直線駆動されると共に、直動軸７の直線駆動に回転モータ３が追随することになる。
【００１６】
このように構成すれば、直動軸７と回転軸９の連結部１１において、両軸７、９の相対的な直線移動を許容することなく、両軸７、９を一体的に連結することができるので、スプラインを用いる場合に比べ、リニアモータ２の構造を簡略化してコストダウンが図れるだけでなく、直動軸７における回転方向のガタツキも防止できる。しかも、直動軸７は、リニアモータ２と回転モータ３とによって、それぞれ別々に駆動制御できるので、任意の回転速度と進退速度の組合せによる精度の高い駆動制御により、回転動作と進退動作を同時に、または別々に行うことができる。
【００１７】
また、本実施形態の連結部１１は、回転軸９と直動軸７を一体的に連結するカップリング１２であるため、ギヤ伝動機構やベルト伝動機構を用いる場合に比べ、構造を簡略にして大幅なコストダウンが図れる。
【００１８】
また、本実施形態では、回転モータ用リニアガイド５のキャリッジ１５にリニアスケールヘッド１７を設けているので、直動軸７を直線及び回転駆動させるものでありながら、リニアスケール６を用いて直動軸７の直線移動位置を高精度に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る複合駆動装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  複合駆動装置
２  リニアモータ
３  回転モータ
４  直動軸用リニアガイド
５  回転モータ用リニアガイド
６  リニアスケール
７  直動軸
８  リニアモータ本体（固定子）
９  回転軸
１０  回転用モータ本体
１１  連結部
１２  カップリング
１３  モータ取付板
１４  リニアガイドレール
１５  キャリッジ
１６  リニアスケールベース
１７  リニアスケールヘッド（読取り部）
【図１】
2006320118.tif 000003