JP2004320947A - Two-shaft composite motor - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-shaft composite motor that is small, that is well controllable, and that makes high-precision positioning possible. <P>SOLUTION: A rotary motor 6 consisting of a rotor 6a and a stator 6b, and an circular-arc motor 4 consisting of a stator 4b mounted to the rotor 6a of the rotary motor 6 and a rotor 4a, are provided. The rotor 4a of the circular-arc motor is mounted to one side of the spherical inner ring 2a of a spherical bearing 2 via a shaft 3. An output shaft 1 is mounted to the opposite side of the shaft 3 mounted to the spherical inner ring 2a of the spherical bearing. Two pieces each at one side of rolling guide plungers 5a are arranged on the rotor 6a of the rotary motor. By pressing the plungers 5a to both side surfaces of the rotor 4a of the circular-arc motor with a spring 5c, an output of the rotary motor 6 is transmitted to the output shaft 1 of the circular-arc motor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、出力軸が２自由度動作をする２軸複合モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
出力軸が多自由度動作可能なモータあるいはアクチュエータは、球面超音波モータ（例えば、特開平１１−１８４５９号公報（特許文献１）、特開２０００−２７０５６９号公報（特許文献２））や、複数の回転形モータとボールネジあるいはギヤを組合せて構成した多軸ステージ等がある。
【０００３】
特許文献１には、ロータを三方向に広範囲に可動とするために、ステータの数を３個とし、Ｘ−Ｙ平面上においてそれぞれを１２０度ずつの間隔に配置し、うち第１のステータを固定し、残りの二つはロータへの押し付け力を調整可能なようにしておき、さらにＸ−Ｙ平面において、Ｚ方向へ正方向または負方向の角度に傾きを与えて第１のステータを配置して保持器によって保持し、第２および第３のステータはＺ軸方向へ正方向または負方向の角度に傾きを与えて配置することが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、圧電素子により駆動された微小振動を発生する接触片を円環状に配置した複数のステータを、略球状のロータ表面に接触させてロータを回転駆動するようにした球面アクチュエータにおいて、接触片が配列される前記円環の直径を従来より減じて、接触片を少なくともステータの中心寄りに配置すると共に、接触片の高さおよび大きさを従来よりも低減した球面アクチュエータのステータが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８４５９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７０５６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１および２に記載されたような球面超音波モータの場合は、圧電素子により駆動されて微小振動を発生する接触片を円環状に配置した複数のステータを、略球状のロータ表面に接触させてロータを回転駆動させるので、ステータとロータ間の接触のために耐久性に欠けるとともに複数個のステータの振動によってロータを位置決めするために制御が複雑になるという問題があった。
また、複数の回転形モータとボールネジを用いて構成する場合、モータ部が突出する形になって全体の外形が大きくなるとともにボールネジ部あるいはギヤ部のバックラッシュにより位置決め精度が悪くなるという問題があった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、小型で制御性が良く高精度な位置決めが可能な２軸複合モータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る２軸複合モータは、回転形モータのロータと回転形モータのステータとからなる回転形モータと、前記回転形モータのロータに取り付けられた円弧形モータのステータと前記円弧形モータのステータに対向するように配置された円弧形モータのロータとからなる円弧形モータとを備え、前記円弧形モータのロータを、球面軸受の球面内輪の片側にシャフトを介して取り付け、前記球面軸受の球面内輪に取り付けられた前記シャフトの反対側に出力軸を取り付け、前記回転形モータのロータに片側２個ずつの転がり案内方式のプランジャを配置して当該プランジャをバネで前記円弧形モータのロータの両側面に押し付けることにより回転形モータの出力を円弧形モータの出力軸に伝達する構造としたものである。
【０００８】
請求項１に係る発明においては前記のように構成されているため、従来の回転形モータとボールネジを組合せて構成する場合のように、モータ部やボールネジ部の突出がないので、２自由度出力形のアクチュエータを小型で実現できる。また、円弧形モータのロータの外径が球面内輪の回転中心の位置に近いため、モータの外形寸法を小さくできる。
さらに、モータで出力軸を直接駆動させるので、指令値の角度が出力軸の角度になり、指令値と出力軸の換算が不要なため制御性が良く、ギヤ等を介さないのでバックラッシュがなく高精度位置決めが可能となる。また、球面内輪の回転中心即ちシャフトの動作支点がモータの片側に位置するので、球面内輪に形状変更を施し、カメラ、反射ミラーなどを直接取り付けて、それを駆動するモータとして使用する場合、カメラの視界、ミラーで反射する光のための空間などを広く確保することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明に係る２軸複合モータは、前記回転形モータのロータ側ティースとステータ側ティースを回転中心から離れた位置に配置し、前記回転中心付近に、前記円弧形モータのステータに給電を行うスリップリングを設けたものである。
請求項２に記載の発明においては、前記のようにスリップリングを設けて円弧形モータのステータに給電を行うようにしたので、回転形モータは動作範囲を制限されることなく、無限回転が可能となる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明に係る２軸複合モータは、前記円弧形モータのロータ両側に断面形状がＬ形のフランジを取り付けるとともに、前記円弧形モータのステータの両側に支柱を設け、その支柱と前記Ｌ形フランジとの間に、バネによって前記Ｌ形フランジに接触するように押圧される回転体を設けたものである。ここで、回転体とは、ベアリングやローラ等の、接触相手に押圧力のみを付与し、押圧方向とは直交する方向の接触相手の移動を妨げない部材をいう。
請求項３に記載の発明においては、Ｌ形フランジを円弧形モータのロータ両側に設け、回転体を介してＬ形フランジを押圧するので、Ｌ形フランジが固定されている円弧形モータのロータのシャフトを介して、球面軸受側に押圧力が伝達される。一方、円弧形モータのロータは、ステータ側に吸着される方向に力を受ける。この円弧形モータのロータに対する吸着力と、Ｌ形フランジを押圧する押圧力の方向が逆であるため、球面軸受に掛かる力が軽減される。そのため、球面軸受を構成する球面内輪とそのホルダとの間の摩擦力が低減するため、モータの必要トルクを小さくできる。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明に係る２軸複合モータは、請求項３における回転体を押圧するバネの押圧力を、前記円弧形モータのステータとロータ間の吸引力より小さくなるように設定したものである。
この請求項４に記載の発明においては、球面軸受の球面内輪が球面軸受のホルダに押し付けられる力を必要最小限に設定して、球面軸受部の摩擦抵抗を小さくすることによってモータの必要トルクを小さくでき、モータへ供給する電流値を小さくすることで、モータの発熱量を抑え、熱変形量を小さくすることができる。
また、球面軸受部に掛かる分圧を必要最小限とすることができ、メカニカルロスとモータの発熱量を最小限に抑えることができるので、出力軸位置決めの高精度化が図れる。さらに、出力軸が固定される球面軸受部には円弧形モータの吸引力が予圧として作用するため、モータ動作時の出力軸のガタを抑え、振れ精度を良くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る２軸複合モータの構成を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。図において、１は出力軸、２は球面軸受、２ａは球面軸受の球面内輪、２ｂは球面軸受のホルダ、３はシャフト、４は円弧形モータ、４ａは円弧形モータのロータ、４ｂは円弧形モータのステータ、５ａはプランジャ、５ｂはプランジャ部のフレーム、５ｃはプランジャ部のバネ、６は回転形モータ、６ａは回転形モータのロータ、６ｂは回転形モータのステータ、６ｃは回転形モータのロータ側ティース、６ｄは回転形モータのステータ側ティース、７は回転形軸受、８はスリップリング、９ａは円弧型モータ４用の原点センサ、９ｂは回転形モータ６用の原点センサである。
【００１３】
出力軸１は球面軸受の球面内輪２ａに固定される。球面軸受の球面内輪２ａの反対側にはシャフト３を固定し、さらに円弧形モータのロータ４ａを取り付ける。円弧形モータのロータ４ａの側面には、回転形モータのロータ６ａから伸びるプランジャ部のフレーム５ｂに取り付けられたプランジャ５ａとプランジャ部のバネ５ｃによって円弧状に案内される。
従って、回転形モータ６が発生する回転力は、回転形モータのロータ６ａから伸びるプランジャ部のフレーム５ｂに取り付けられたプランジャ５ａとバネ５ｃに挟まれた円弧形モータのロータ４ａから、シャフト３、球面軸受の球面内輪２ａ、出力軸１へと伝えられる。
【００１４】
一方、円弧形モータ４は円弧形モータのステータ４ｂに巻かれた一対の巻線に電流を流して所定の向きの磁極を生成し、円弧形モータのロータ４ａを駆動することにより、シャフト３の向きを制御する。
これにより、円弧形モータ４と回転形モータ６の運動によって、出力軸１は、２軸動作が可能となる。
回転形モータ６のロータ側ティース６ｃとステータ側ティース６ｄは、回転形モータ６の回転中心から離れた位置に配置し、回転形モータ６の回転中心付近には、スリップリング８を配置する。また、円弧形モータのロータ４ａおよび原点センサ９ａ、９ｂの配線は、スリップリング８を径由するようにする。従って、回転形モータ６は、動作範囲を制限されることなく、無限回転が可能である。
【００１５】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る２軸複合モータの構成を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。図において、１０はＬ形フランジ、１１は支柱、１２はねじりコイルバネ、１３は回転体、１４は回転体ホルダである。それ以外の構成要素については図１と同等であるため、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態においては、円弧形モータのロータ４ａの両側に断面形状がＬ形のＬ形フランジ１０を取り付けるとともに、円弧形モータのステータ４ｂ上でＬ形フランジ１０の下の位置に支柱１１を設け、その支柱１１の内部にねじりコイルバネ１２を配置し、その上にベアリングなどの回転体１３を固定する回転体ホルダ１４を配置し、ねじりコイルバネ１２で回転体ホルダ１４を上方（球面軸受２側）に押し上げるようにして、回転体１３とＬ形フランジ１０が接触するように配置する。
【００１６】
円弧形モータのステータ４ｂと円弧形モータのロータ４ａ間の吸引力よりいくらか小さくなるようにバネ力を設定し、モータの吸引力とバネ力の差分で球面軸受の球面内輪２ａを固定し、モータ動作時に出力軸部の自重によって出力軸１が球面軸受２の内部すき間において位置変動をしないようにする。
この構造により、球面軸受の球面内輪２ａが球面軸受のホルダ２ｂに押し付けられる力を必要最小限に設定して球面軸受部の摩擦抵抗を小さくすることによってモータの必要トルクを小さくでき、モータへ供給する電流値を小さくすることで、モータの発熱量を抑え、熱変形量を小さくすることができる。
【００１７】
なお、以上の実施の形態において、モータ部については、パルスモータを用いたオープンループ制御タイプとして記述してきたが、位置検出器を取り付けてフィードバック制御タイプとすることもできる。
また、球面軸受の球面内輪に形状変更を施し、カメラ、反射ミラーなどを直接取り付けて、それを駆動するモータとして使用する場合、カメラの視界、ミラーで反射する光のための空間などを広く確保することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１に記載の２軸複合モータによれば、従来の回転形モータとボールネジを組合せて構成する場合のように、モータ部やボールネジ部の突出がないので、２自由度出力形のアクチュエータを小型化することができる。さらに、円弧形モータのロータの外径が球面内輪の回転中心の位置に近いため、モータの外形寸法を小さくできる。そして、円弧形モータで出力軸を直接駆動させるので指令値の角度が出力軸の角度になり、指令値と出力軸の換算が不要なため制御性が良く、ギヤ等を介さないのでバックラッシュがなく高精度位置決めが可能となる。また、球面内輪の回転中心即ちシャフトの動作支点がモータの片側に位置するので、球面内輪に形状変更を施し、カメラ、反射ミラーなどを直接取り付けて、それを駆動するモータとして使用する場合、カメラの視界、ミラーで反射する光のための空間などを広く確保することができる。
請求項２に記載の２軸複合モータによれば、円弧形モータのステータへの給電は、スリップリングを径由してフレーム側から供給するため、回転形モータは動作範囲を制限されることなく、無限回転が可能となる。
請求項３および４に記載の２軸複合モータによれば、球面軸受部に必要最小限の与圧を与えることができ、メカニカルロスとモータの発熱量を最小限に抑えることができるので、出力軸位置決めの高精度化が図れる。さらに、出力軸が固定される球面軸受に円弧形モータの吸引力が予圧として作用するため、モータ動作時の出力軸のガタを抑え、振れ精度を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 出力軸
２ 球面軸受
２ａ 球面軸受の球面内輪
２ｂ 球面軸受のホルダ
３ シャフト
４ 円弧形モータ
４ａ 円弧形モータのロータ
４ｂ 円弧形モータのステータ
５ａ プランジャ
５ｂ プランジャ部のフレーム
５ｃ プランジャ部のバネ
６ 回転形モータ
６ａ 回転形モータのロータ
６ｂ 回転形モータのステータ
６ｃ 回転形モータのロータ側ティース
６ｄ 回転形モータのステータ側ティース
７ 回転形軸受
８ スリップリング
９ａ 円弧形モータ用原点センサ
９ｂ 回転形モータ用原点センサ
１０ Ｌ形フランジ
１１ 支柱
１２ ねじりコイルバネ
１３ 回転体
１４ 回転体ホルダ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-axis composite motor in which an output shaft operates in two degrees of freedom.
[0002]
[Prior art]
Motors or actuators whose output shafts can operate with multiple degrees of freedom include spherical ultrasonic motors (for example, JP-A-11-18459 (Patent Document 1), JP-A-2000-270569 (Patent Document 2)), And a multi-axis stage constructed by combining a rotary motor and a ball screw or gear.
[0003]
In Patent Document 1, in order to make the rotor movable in three directions in a wide range, the number of stators is set to three, and they are arranged at intervals of 120 degrees on the XY plane. The first two stators are arranged so that the pressing force against the rotor can be adjusted, and the first stator is tilted in the XY plane at an angle in the positive or negative direction in the Z direction. It is disclosed that the second and third stators are arranged so as to be inclined at an angle in the positive or negative direction in the Z-axis direction.
[0004]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses a spherical surface in which a plurality of stators in which contact pieces that generate minute vibrations driven by a piezoelectric element are arranged in an annular shape are brought into contact with a substantially spherical rotor surface to rotationally drive the rotor. In the actuator, the diameter of the ring in which the contact pieces are arranged is reduced as compared with the related art, and the contact pieces are arranged at least near the center of the stator, and the height and the size of the contact pieces are reduced as compared with the related art. A stator is disclosed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-18459 [Patent Document 2]
JP 2000-270569 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a spherical ultrasonic motor as described in Patent Documents 1 and 2, a plurality of stators in which contact pieces that are driven by a piezoelectric element and generate minute vibrations are arranged in an annular shape are provided with a substantially spherical rotor. Since the rotor is rotationally driven by contact with the surface, there is a problem that durability is lacked due to contact between the stator and the rotor, and control is complicated due to positioning of the rotor by vibration of a plurality of stators.
In addition, in the case of using a plurality of rotary motors and ball screws, there is a problem that the motor portion protrudes, the entire outer shape becomes large, and positioning accuracy deteriorates due to backlash of the ball screw portion or the gear portion. Was.
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a two-axis composite motor that is small, has good controllability, and can perform high-precision positioning.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a two-axis composite motor according to the present invention is provided with a rotary motor including a rotor of a rotary motor and a stator of the rotary motor, and attached to the rotor of the rotary motor. An arc-shaped motor comprising a stator of the arc-shaped motor and a rotor of the arc-shaped motor arranged to face the stator of the arc-shaped motor. A shaft is mounted on one side of the spherical inner ring of the bearing via a shaft, an output shaft is mounted on the other side of the shaft mounted on the spherical inner ring of the spherical bearing, and a two-sided rolling guide system is provided on the rotor of the rotary motor. The output of the rotary motor is transmitted to the output shaft of the arc motor by disposing the plunger and pressing the plunger against both side surfaces of the rotor of the arc motor with a spring. It is obtained by the elephants.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, since the motor unit and the ball screw unit are not protruded as in the case where the conventional rotary type motor and the ball screw are combined, the two-degree-of-freedom output is achieved. Shape actuator can be realized with a small size. Further, since the outer diameter of the rotor of the arc-shaped motor is close to the position of the rotation center of the spherical inner ring, the outer dimensions of the motor can be reduced.
Furthermore, since the output shaft is directly driven by the motor, the angle of the command value becomes the angle of the output shaft.There is no need to convert between the command value and the output shaft, so the controllability is good. High-precision positioning becomes possible. In addition, since the rotation center of the spherical inner ring, that is, the operating fulcrum of the shaft is located on one side of the motor, the shape is changed on the spherical inner ring, a camera, a reflecting mirror, etc. are directly attached and used as a motor for driving the camera. , A wide space for light reflected by the mirror, and the like.
[0009]
In the two-axis composite motor according to the second aspect of the present invention, the rotor-side teeth and the stator-side teeth of the rotary motor are arranged at positions away from the center of rotation, and the arc-shaped teeth are provided near the center of rotation. It is provided with a slip ring for supplying power to the stator of the motor.
According to the second aspect of the present invention, the slip ring is provided as described above to supply power to the stator of the arc-shaped motor. It becomes possible.
[0010]
In the two-axis composite motor according to the third aspect of the present invention, flanges having an L-shaped cross section are attached to both sides of the rotor of the arc-shaped motor, and columns are provided on both sides of a stator of the arc-shaped motor. A rotating body is provided between the support and the L-shaped flange, and is pressed by a spring so as to contact the L-shaped flange. Here, the rotating body refers to a member such as a bearing or a roller that applies only a pressing force to a contact partner and does not hinder the movement of the contact partner in a direction orthogonal to the pressing direction.
According to the third aspect of the present invention, the L-shaped flange is provided on both sides of the rotor of the arc-shaped motor and presses the L-shaped flange via the rotating body. The pressing force is transmitted to the spherical bearing via the shaft of the rotor. On the other hand, the rotor of the arc-shaped motor receives a force in a direction in which the rotor is attracted to the stator. Since the direction of the attraction force to the rotor of the arc-shaped motor is opposite to the direction of the pressing force for pressing the L-shaped flange, the force applied to the spherical bearing is reduced. Therefore, the frictional force between the spherical inner race and the holder constituting the spherical bearing is reduced, so that the required torque of the motor can be reduced.
[0011]
Further, in the two-axis composite motor according to the invention described in claim 4, the pressing force of the spring pressing the rotating body in claim 3 is set to be smaller than the suction force between the stator and the rotor of the arc-shaped motor. It is set.
In the invention described in claim 4, the force required for pressing the spherical inner ring of the spherical bearing against the holder of the spherical bearing is set to a necessary minimum, and the frictional resistance of the spherical bearing portion is reduced, thereby reducing the required torque of the motor. By reducing the current value supplied to the motor, the amount of heat generated by the motor can be suppressed, and the amount of thermal deformation can be reduced.
In addition, the partial pressure applied to the spherical bearing portion can be minimized, and the mechanical loss and the amount of heat generated by the motor can be minimized, so that the positioning accuracy of the output shaft can be improved. Further, since the suction force of the arc-shaped motor acts as a preload on the spherical bearing portion to which the output shaft is fixed, the play of the output shaft during motor operation can be suppressed, and the runout accuracy can be improved.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1st Embodiment)
1A and 1B show a configuration of a two-axis compound motor according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a longitudinal sectional view, and FIG. 1B is a transverse sectional view. In the figure, 1 is an output shaft, 2 is a spherical bearing, 2a is a spherical inner ring of a spherical bearing, 2b is a holder of a spherical bearing, 3 is a shaft, 4 is an arc-shaped motor, 4a is a rotor of an arc-shaped motor, 4b is 5a is a plunger frame, 5c is a plunger frame spring, 6 is a rotary motor, 6a is a rotary motor rotor, 6b is a rotary motor stator, 6c is a rotary motor stator. 6d is a rotor side tooth of the rotary motor, 6d is a stator side tooth of the rotary motor, 7 is a rotary bearing, 8 is a slip ring, 9a is an origin sensor for the circular arc motor 4, 9b is an origin sensor for the rotary motor 6 is there.
[0013]
The output shaft 1 is fixed to a spherical inner ring 2a of a spherical bearing. The shaft 3 is fixed to the opposite side of the spherical inner ring 2a of the spherical bearing, and the rotor 4a of the arc-shaped motor is further attached. The side surface of the rotor 4a of the arc motor is guided in an arc shape by a plunger 5a attached to a plunger frame 5b extending from the rotor 6a of the rotary motor and a plunger spring 5c.
Accordingly, the rotating force generated by the rotary motor 6 is transmitted from the rotor 4a of the arc-shaped motor sandwiched between the plunger 5a attached to the frame 5b of the plunger portion extending from the rotor 6a of the rotary motor and the spring 5c. , The spherical inner ring 2a of the spherical bearing and the output shaft 1.
[0014]
On the other hand, the arc-shaped motor 4 generates a magnetic pole in a predetermined direction by applying current to a pair of windings wound around a stator 4b of the arc-shaped motor, and drives the rotor 4a of the arc-shaped motor. The direction of the shaft 3 is controlled.
Thus, the output shaft 1 can perform two-axis operation by the movement of the arc motor 4 and the rotary motor 6.
The rotor-side teeth 6c and the stator-side teeth 6d of the rotary motor 6 are arranged at positions away from the rotation center of the rotary motor 6, and a slip ring 8 is arranged near the rotation center of the rotary motor 6. Also, the wiring of the rotor 4a and the origin sensors 9a and 9b of the arc-shaped motor is made to extend along the slip ring 8. Therefore, the rotary motor 6 can rotate indefinitely without any limitation on the operation range.
[0015]
(2nd Embodiment)
FIGS. 2A and 2B show a configuration of a two-axis compound motor according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a longitudinal sectional view and FIG. 2B is a transverse sectional view. In the figure, 10 is an L-shaped flange, 11 is a support, 12 is a torsion coil spring, 13 is a rotating body, and 14 is a rotating body holder. The other components are the same as those in FIG. 1, and thus the same reference numerals are given and the description will be omitted.
In the present embodiment, an L-shaped flange 10 having an L-shaped cross section is attached to both sides of a rotor 4a of an arc-shaped motor, and a support 11 is provided at a position below the L-shaped flange 10 on a stator 4b of the arc-shaped motor. And a torsion coil spring 12 is disposed inside the support 11, a rotator holder 14 for fixing a rotator 13 such as a bearing is disposed thereon, and the rotator holder 14 is moved upward (spherical bearing 2) by the torsion coil spring 12. Side) and the rotating body 13 and the L-shaped flange 10 are arranged so as to be in contact with each other.
[0016]
The spring force is set so as to be somewhat smaller than the attraction force between the stator 4b of the arc-shaped motor and the rotor 4a of the arc-shaped motor, and the spherical inner ring 2a of the spherical bearing is fixed by the difference between the attraction force of the motor and the spring force. In addition, the position of the output shaft 1 does not fluctuate in the internal clearance of the spherical bearing 2 due to the weight of the output shaft during the operation of the motor.
With this structure, the torque required for the motor can be reduced by reducing the frictional resistance of the spherical bearing portion by setting the force of pressing the spherical inner ring 2a of the spherical bearing against the holder 2b of the spherical bearing to a necessary minimum and reducing the frictional resistance of the spherical bearing portion. By reducing the current value to be applied, the amount of heat generated by the motor can be suppressed, and the amount of thermal deformation can be reduced.
[0017]
In the above embodiment, the motor section has been described as an open loop control type using a pulse motor, but a feedback control type may be provided by attaching a position detector.
In addition, when the spherical inner ring of the spherical bearing is modified in shape and a camera, reflecting mirror, etc. is directly mounted and used as a motor to drive it, a wide field of view of the camera and a space for light reflected by the mirror are secured. can do.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
According to the two-axis composite motor of the first aspect, unlike the case where the conventional rotary motor and the ball screw are combined, there is no protrusion of the motor portion and the ball screw portion. The size can be reduced. Further, since the outer diameter of the rotor of the arc motor is close to the position of the rotation center of the spherical inner ring, the outer dimensions of the motor can be reduced. Since the output shaft is driven directly by the arc motor, the angle of the command value becomes the angle of the output shaft. There is no need to convert the command value and the output shaft, so controllability is good and backlash because there is no gear etc. , And high-precision positioning becomes possible. In addition, since the rotation center of the spherical inner ring, that is, the operating fulcrum of the shaft is located on one side of the motor, the shape is changed on the spherical inner ring, a camera, a reflecting mirror, etc. are directly attached and used as a motor for driving the camera. , A wide space for light reflected by the mirror, and the like.
According to the two-axis composite motor according to the second aspect, power is supplied to the stator of the arc-shaped motor from the frame side through the slip ring so that the operating range of the rotary motor is limited. And infinite rotation is possible.
According to the two-axis composite motor according to the third and fourth aspects, it is possible to apply a necessary minimum pressurization to the spherical bearing portion, and it is possible to minimize mechanical loss and the amount of heat generated by the motor. Higher accuracy of shaft positioning can be achieved. Further, since the suction force of the arc-shaped motor acts as a preload on the spherical bearing to which the output shaft is fixed, play of the output shaft during operation of the motor can be suppressed, and run-out accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Output shaft 2 Spherical bearing 2a Spherical bearing inner ring 2b Spherical bearing holder 3 Shaft 4 Arc-shaped motor 4a Arc-shaped motor rotor 4b Arc-shaped motor stator 5a Plunger 5b Plunger frame 5c Plunger spring Reference Signs List 6 Rotary motor 6a Rotor motor rotor 6b Rotary motor stator 6c Rotary motor rotor side teeth 6d Rotary motor stator side teeth 7 Rotary bearing 8 Slip ring 9a Arc motor origin sensor 9b Rotary type Origin sensor for motor 10 L-shaped flange 11 Post 12 Torsion coil spring 13 Rotary body 14 Rotary body holder

Claims (4)

回転形モータのロータと回転形モータのステータとからなる回転形モータと、
前記回転形モータのロータに取り付けられた円弧形モータのステータと前記円弧形モータのステータに対向するように配置された円弧形モータのロータとからなる円弧形モータとを備え、
前記円弧形モータのロータを、球面軸受の球面内輪の片側にシャフトを介して取り付け、
前記球面軸受の球面内輪に取り付けられた前記シャフトの反対側に出力軸を取り付け、
前記回転形モータのロータに片側２個ずつの転がり案内方式のプランジャを配置して当該プランジャをバネで前記円弧形モータのロータの両側面に押し付けることにより回転形モータの出力を円弧形モータの出力軸に伝達する構造としたことを特徴とする２軸複合モータ。A rotary motor comprising a rotary motor rotor and a rotary motor stator;
An arc-shaped motor comprising an arc-shaped motor stator attached to the rotor of the rotary motor and an arc-shaped motor rotor arranged to face the stator of the arc-shaped motor,
The rotor of the arc-shaped motor is attached to one side of a spherical inner ring of a spherical bearing via a shaft,
Attach an output shaft to the opposite side of the shaft attached to the spherical inner ring of the spherical bearing,
The output of the rotary motor is changed by placing two rolling guide type plungers on each side of the rotor of the rotary motor and pressing the plungers against both side surfaces of the rotor of the circular motor by means of springs. A two-shaft compound motor having a structure for transmitting power to an output shaft. 前記回転形モータのロータ側ティースとステータ側ティースを回転中心から離れた位置に配置し、前記回転中心付近に、前記円弧形モータのステータに給電を行うスリップリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の２軸複合モータ。The rotor-side teeth and the stator-side teeth of the rotary motor are arranged at positions away from the center of rotation, and a slip ring for supplying power to the stator of the arc-shaped motor is provided near the center of rotation. The two-axis composite motor according to claim 1. 前記円弧形モータのロータ両側に断面形状がＬ形のフランジを取り付けるとともに、前記円弧形モータのステータの両側に支柱を設け、その支柱と前記Ｌ形フランジとの間に、バネによって前記Ｌ形フランジに接触するように押圧される回転体を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の２軸複合モータ。A flange having an L-shaped cross section is attached to both sides of the rotor of the arc-shaped motor, and columns are provided on both sides of the stator of the arc-shaped motor, and the L-shaped flange is provided between the column and the L-shaped flange by a spring. The two-axis composite motor according to claim 1, further comprising a rotating body that is pressed so as to contact the shaped flange. 前記回転体を押圧するバネの押圧力を、前記円弧形モータのステータとロータ間の吸引力より小さくなるように設定したことを特徴とする請求項３記載の２軸複合モータ。The two-axis composite motor according to claim 3, wherein a pressing force of a spring for pressing the rotating body is set to be smaller than a suction force between a stator and a rotor of the arc-shaped motor.

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