JP3364806B2 - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータInfo
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- JP3364806B2 JP3364806B2 JP09227093A JP9227093A JP3364806B2 JP 3364806 B2 JP3364806 B2 JP 3364806B2 JP 09227093 A JP09227093 A JP 09227093A JP 9227093 A JP9227093 A JP 9227093A JP 3364806 B2 JP3364806 B2 JP 3364806B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械や光学機器
等の精密製品を駆動するリニアアクチュエータに関する
ものである。
等の精密製品を駆動するリニアアクチュエータに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の精密製品駆動用のリニアア
クチュエータを示す断面図であり、図において、１は固
定部としての固定シリンダ、２は可動部としての可動シ
リンダである。固定シリンダ１と可動シリンダ２は、軸
線方向にスライド自在に組み合わせられている。また、
３は駆動源であるモータ、４は固定シリンダ１の内部に
支持されたネジ軸、５はネジ軸４を支持する軸受、６は
モータ３の回転をネジ軸４に伝えるベルト、７は可動シ
リンダ２の基端部に固定されネジ軸４に螺合するナッ
ト、８はモータ３の回転数を検出するエンコーダであ
る。ネジ軸４とナット５により、モータ３の回転を直進
運動に変換するネジ機構が構成されている。
クチュエータを示す断面図であり、図において、１は固
定部としての固定シリンダ、２は可動部としての可動シ
リンダである。固定シリンダ１と可動シリンダ２は、軸
線方向にスライド自在に組み合わせられている。また、
３は駆動源であるモータ、４は固定シリンダ１の内部に
支持されたネジ軸、５はネジ軸４を支持する軸受、６は
モータ３の回転をネジ軸４に伝えるベルト、７は可動シ
リンダ２の基端部に固定されネジ軸４に螺合するナッ
ト、８はモータ３の回転数を検出するエンコーダであ
る。ネジ軸４とナット５により、モータ３の回転を直進
運動に変換するネジ機構が構成されている。
【０００３】次に動作について説明する。図に示された
リニアアクチュエータでは、モータ３の回転によりネジ
軸４が回転し、それによりナット７を介して可動シリン
ダが軸線方向に伸縮移動する。モータ３の回転はエンコ
ーダ８によって検出しており、その値をネジ機構で動作
する可動シリンダ２の動作量に換算することで、リニア
アクチュエータの駆動制御を行っている。
リニアアクチュエータでは、モータ３の回転によりネジ
軸４が回転し、それによりナット７を介して可動シリン
ダが軸線方向に伸縮移動する。モータ３の回転はエンコ
ーダ８によって検出しており、その値をネジ機構で動作
する可動シリンダ２の動作量に換算することで、リニア
アクチュエータの駆動制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のリニアアクチュ
エータは以上のように構成されているので、ネジ機構に
生じるリード誤差、熱変形、回転トルクむら等のアクチ
ュエータ内部の誤差が、全て検出誤差となって現れてし
まい、高精度な駆動制御を行い難いという問題点があっ
た。
エータは以上のように構成されているので、ネジ機構に
生じるリード誤差、熱変形、回転トルクむら等のアクチ
ュエータ内部の誤差が、全て検出誤差となって現れてし
まい、高精度な駆動制御を行い難いという問題点があっ
た。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためのなされたもので、可動部と固定部の相対変位量を
精度良く検出することができ、それに基づいて高精度な
駆動制御を実現し得るリニアアクチュエータを得ること
を目的とする。
ためのなされたもので、可動部と固定部の相対変位量を
精度良く検出することができ、それに基づいて高精度な
駆動制御を実現し得るリニアアクチュエータを得ること
を目的とする。
【０００６】また、この発明は、可動部と固定部の両端
相互間の物理量または両端相互間に作用する物理量を精
度良く検出し、それに基づいて高精度なフィードバック
制御を行うことのできるリニアアクチュエータを得るこ
とを目的とする。
相互間の物理量または両端相互間に作用する物理量を精
度良く検出し、それに基づいて高精度なフィードバック
制御を行うことのできるリニアアクチュエータを得るこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るリ
ニアアクチュエータは、ネジ軸の中心に貫通孔を設け、
この貫通孔の内部に、基端が固定部の端部に固定された
検出ロッドを収容して、該検出ロッドの先端と前記可動
部の端部との間に、相互の軸線方向の変位を検出する変
位検出部を設け、該検出部は検出ロッドの先端又は可動
部の端部に取り付けたリニアスケールと、このリニアス
ケールのスケール面に対向する検出ヘッドとからなり、
可動部の軸線方向の移動時に、検出ヘッドとスケール面
との相対的な傾きを一定に保持するリニアガイドを介し
て検出ヘッド若しくはリニアスケールを支持したもので
ある。
ニアアクチュエータは、ネジ軸の中心に貫通孔を設け、
この貫通孔の内部に、基端が固定部の端部に固定された
検出ロッドを収容して、該検出ロッドの先端と前記可動
部の端部との間に、相互の軸線方向の変位を検出する変
位検出部を設け、該検出部は検出ロッドの先端又は可動
部の端部に取り付けたリニアスケールと、このリニアス
ケールのスケール面に対向する検出ヘッドとからなり、
可動部の軸線方向の移動時に、検出ヘッドとスケール面
との相対的な傾きを一定に保持するリニアガイドを介し
て検出ヘッド若しくはリニアスケールを支持したもので
ある。
【０００８】請求項２の発明に係るリニアアクチュエー
タは、検出器の信号に基づいて駆動機構をフィードバッ
ク制御するようにしたものである。
タは、検出器の信号に基づいて駆動機構をフィードバッ
ク制御するようにしたものである。
【０００９】
【作用】請求項１の発明におけるリニアアクチュエータ
は、ネジ軸の回転によって駆動される可動部の端部と固
定部の端部との間の相対的な変位をリニアスケールと検
出ヘッドとによって検出する。この際、ネジ軸の貫通孔
内に収容した検出ロッドが、ネジ軸から独立した形で可
動部の端部近傍にまで延びており、固定部の端部の代わ
りをなす。この検出ロッドの先端部と可動部の端部との
間に設けたリニアスケールと検出ヘッドとによって固定
部と可動部との両端間の軸線方向の相対変位量を検出す
ることにより、固定部と可動部との両端相互間の変位量
を精度良く検出することができる。この検出値は、可動
部の位置制御に利用することができる。
は、ネジ軸の回転によって駆動される可動部の端部と固
定部の端部との間の相対的な変位をリニアスケールと検
出ヘッドとによって検出する。この際、ネジ軸の貫通孔
内に収容した検出ロッドが、ネジ軸から独立した形で可
動部の端部近傍にまで延びており、固定部の端部の代わ
りをなす。この検出ロッドの先端部と可動部の端部との
間に設けたリニアスケールと検出ヘッドとによって固定
部と可動部との両端間の軸線方向の相対変位量を検出す
ることにより、固定部と可動部との両端相互間の変位量
を精度良く検出することができる。この検出値は、可動
部の位置制御に利用することができる。
【００１０】請求項２の発明におけるリニアアクチュエ
ータは、検出した物理量に基づき可動部をフィードバッ
ク制御する。
ータは、検出した物理量に基づき可動部をフィードバッ
ク制御する。
【００１１】
【実施例】実施例１．
以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明の実施例１によるリニアアクチュエータを示
す断面図であり、図において、１１は固定部としての固
定シリンダ、１２は可動部としての可動シリンダであ
る。固定シリンダ１１と可動シリンダ１２は、互いにス
プライン機構２１を介して係合されることにより、回り
止めされた状態で軸線方向にスライド自在に組み合わせ
られている。ここでは、可動シリンダ１２の基端側が固
定シリンダ１１の先端側内周に嵌挿されている。また、
１３は駆動源であるモータ、１４は固定シリンダ１１の
内部に支持されたネジ軸、１５はネジ軸１４の基端部を
支持する軸受、１６はネジ軸１４の先端部を支持する軸
受、１７は可動シリンダ１２の基端部内周に固定されネ
ジ軸１４に螺合するナット、１８は検出ロッド、１９は
検出ヘッド（検出部）である。ネジ軸１４とナット１５
により、モータ１３の回転を直進運動に変換するネジ機
構が構成され、ネジ軸１４を回転させることにより、可
動シリンダ１２を軸線方向に沿って伸縮移動させること
ができるようになっている。
はこの発明の実施例１によるリニアアクチュエータを示
す断面図であり、図において、１１は固定部としての固
定シリンダ、１２は可動部としての可動シリンダであ
る。固定シリンダ１１と可動シリンダ１２は、互いにス
プライン機構２１を介して係合されることにより、回り
止めされた状態で軸線方向にスライド自在に組み合わせ
られている。ここでは、可動シリンダ１２の基端側が固
定シリンダ１１の先端側内周に嵌挿されている。また、
１３は駆動源であるモータ、１４は固定シリンダ１１の
内部に支持されたネジ軸、１５はネジ軸１４の基端部を
支持する軸受、１６はネジ軸１４の先端部を支持する軸
受、１７は可動シリンダ１２の基端部内周に固定されネ
ジ軸１４に螺合するナット、１８は検出ロッド、１９は
検出ヘッド（検出部）である。ネジ軸１４とナット１５
により、モータ１３の回転を直進運動に変換するネジ機
構が構成され、ネジ軸１４を回転させることにより、可
動シリンダ１２を軸線方向に沿って伸縮移動させること
ができるようになっている。
【００１２】検出ロッド１８は、ネジ軸１４の中心に形
成された軸方向に延びる貫通孔２３およびモータ１３の
中心孔２４内に貫通配備され、基端が固定シリンダ１１
の内端部に固着され、先端が可動シリンダ１２の端部近
傍にまで延び出している。検出ロッド１８の先端には、
スケール面を中心軸線上に位置させたリニアスケール１
８ａ（検出部）が設けられ、このリニアスケール１８ａ
のスケール面に対向して、検出ヘッド１９が配置されて
いる。この検出ヘッド１９は、可動シリンダ１２の内端
部に突設したリニアガイド２５上に支持されている。そ
して、これら検出ヘッド１９とリニアスケール１８ａと
により、中心軸線上における可動シリンダ１２と固定シ
リンダ１１の両端間の位置変位量を検出する位置検出器
が構成されている。
成された軸方向に延びる貫通孔２３およびモータ１３の
中心孔２４内に貫通配備され、基端が固定シリンダ１１
の内端部に固着され、先端が可動シリンダ１２の端部近
傍にまで延び出している。検出ロッド１８の先端には、
スケール面を中心軸線上に位置させたリニアスケール１
８ａ（検出部）が設けられ、このリニアスケール１８ａ
のスケール面に対向して、検出ヘッド１９が配置されて
いる。この検出ヘッド１９は、可動シリンダ１２の内端
部に突設したリニアガイド２５上に支持されている。そ
して、これら検出ヘッド１９とリニアスケール１８ａと
により、中心軸線上における可動シリンダ１２と固定シ
リンダ１１の両端間の位置変位量を検出する位置検出器
が構成されている。
【００１３】次に動作について説明する。図に示された
リニアアクチュエータでは、モータ１３の回転によりネ
ジ軸１４が回転し、それによりナット１７を介して可動
シリンダ１２が軸線方向に伸縮移動する。この際、可動
シリンダ１２の移動に伴って検出ヘッド１９が一体的に
移動し、このときのリニアスケール１８ａに対する検出
ヘッド１９の変位量が検出ヘッド１９によって読み取ら
れる。よって、固定シリンダ１１の端部に直接固着され
た検出ロッド１８と検出ヘッド１９との間の変位量が検
出されることにより、固定シリンダ１１と可動シリンダ
１２の両端間の変位量が直接検出ヘッド１９の検出値と
して取り出される。この場合、ネジ軸１４やナット１７
などの誤差が検出値に含まれなくなるので、極めて精度
の良い検出出力を得ることができる。この検出出力は、
モータ１３の駆動制御系にフィードバック信号として送
られ、モータ１３がフィードバック制御されることによ
り、可動シリンダ１２が高精度に位置決め制御される。
リニアアクチュエータでは、モータ１３の回転によりネ
ジ軸１４が回転し、それによりナット１７を介して可動
シリンダ１２が軸線方向に伸縮移動する。この際、可動
シリンダ１２の移動に伴って検出ヘッド１９が一体的に
移動し、このときのリニアスケール１８ａに対する検出
ヘッド１９の変位量が検出ヘッド１９によって読み取ら
れる。よって、固定シリンダ１１の端部に直接固着され
た検出ロッド１８と検出ヘッド１９との間の変位量が検
出されることにより、固定シリンダ１１と可動シリンダ
１２の両端間の変位量が直接検出ヘッド１９の検出値と
して取り出される。この場合、ネジ軸１４やナット１７
などの誤差が検出値に含まれなくなるので、極めて精度
の良い検出出力を得ることができる。この検出出力は、
モータ１３の駆動制御系にフィードバック信号として送
られ、モータ１３がフィードバック制御されることによ
り、可動シリンダ１２が高精度に位置決め制御される。
【００１４】なお、この実施例では、検出器として位置
検出器（リニアスケール１８ａと検出ヘッド１９）を設
けた場合を示したが、その代わりに速度検出器や圧力検
出器等を設けてもよい。いずれにしろ、直接知りたい物
理量を検出するための検出器を設けるのが望ましい。そ
して、それらの検出出力を用いてモータ１３をフィード
バック制御することにより、可動シリンダ１２を高精度
に駆動制御することができる。
検出器（リニアスケール１８ａと検出ヘッド１９）を設
けた場合を示したが、その代わりに速度検出器や圧力検
出器等を設けてもよい。いずれにしろ、直接知りたい物
理量を検出するための検出器を設けるのが望ましい。そ
して、それらの検出出力を用いてモータ１３をフィード
バック制御することにより、可動シリンダ１２を高精度
に駆動制御することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、ネジ軸の中心に形成した貫通孔に検出ロッドを収容
して、この検出ロッドの先端と可動部の端部との間で、
ネジ軸の軸線上に、アクチュエータの伸縮によって相対
的な傾きが変化しないようにリニアスケールと検出ヘッ
ドとを配置してなる変位検出部を設けたので、ネジ機構
によって駆動される可動部の変位をネジ軸などの他の部
材を介せずに直接検出することができ、高精度な駆動制
御を実現することができるという効果がある。
ば、ネジ軸の中心に形成した貫通孔に検出ロッドを収容
して、この検出ロッドの先端と可動部の端部との間で、
ネジ軸の軸線上に、アクチュエータの伸縮によって相対
的な傾きが変化しないようにリニアスケールと検出ヘッ
ドとを配置してなる変位検出部を設けたので、ネジ機構
によって駆動される可動部の変位をネジ軸などの他の部
材を介せずに直接検出することができ、高精度な駆動制
御を実現することができるという効果がある。
【００１６】請求項２の発明によれば、可動部の物理量
を直接検出する検出器の信号に基づいて駆動機構をフィ
ードバック制御するように構成したので、最終的に出力
を取り出す箇所である可動部を、高精度に駆動すること
ができるという効果がある。
を直接検出する検出器の信号に基づいて駆動機構をフィ
ードバック制御するように構成したので、最終的に出力
を取り出す箇所である可動部を、高精度に駆動すること
ができるという効果がある。
【図１】 この発明の実施例１によるリニアアクチュエ
ータを示す断面図である。
ータを示す断面図である。
【図２】 従来のリニアアクチュエータを示す断面図で
ある。
ある。
１１ 固定シリンダ（固定部）
１２ 可動シリンダ（可動部）
１３ モータ（駆動源）
１４ ネジ軸
１７ ナット
１８ 検出ロッド
１８ａ リニアスケール（検出部）
１９ 検出ヘッド（検出部）
２３ 貫通孔
２５ リニアガイ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 7/00 - 7/20
F16H 25/20 - 25/22
G01B 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】 互いに組み合わせられた固定部及び可動
部と、 固定部に支持され、且つ前記可動部の中心軸線に沿って
配設されたネジ軸と、該ネジ軸を回転させる駆動源と、 前記可動部に一体化され、且つ前記ネジ軸の回転により
該ネジ軸の長手方向に沿って移動するナットと、 前記ネジ軸の中心に軸線方向に沿って設けられ、前記固
定部の端部まで延びる貫通孔と、 該貫通孔の内部に収容され、前記固定部の端部に基端が
固定されるとともに、先端が前記可動部の端部近傍にま
で延びる検出ロッドと、 該検出ロッドの先端部又は前記可動部の端部に設けた、
前記可動部の中心軸線上にスケール面を配置したリニア
スケールと、前記スケール面に対向する検出ヘッドとか
らなり、前記固定部と前記可動部との間の軸線方向の相
対的な変位を検出する検出部と、 前記可動部の端部から該可動部の中心軸線に沿って凸設
して設けられ、前記検出ヘッド又は前記リニアスケール
を支持するとともに、前記可動部の軸線方向に沿った移
動時において前記スケール面と前記検出ヘッドとの間の
相対的な傾きを一定に保つリニアガイドとを備えたリニ
アアクチュエータ。 - 【請求項２】 前記検出部が検出した前記固定部と前記
可動部との間の軸方向の相対的な変位に係る検出信号に
基づいて前記駆動機構をフィードバック制御する制御装
置を備えたことを特徴とする請求項１記載のリニアアク
チュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09227093A JP3364806B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | リニアアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09227093A JP3364806B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | リニアアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284630A JPH06284630A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3364806B2 true JP3364806B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=14049707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09227093A Expired - Fee Related JP3364806B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364806B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4490027B2 (ja) * | 2002-05-17 | 2010-06-23 | 株式会社放電精密加工研究所 | プレス機 |
| CN110165837A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-08-23 | 徐州天泓传动设备有限公司 | 一种电动推杆行程测量装置 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP09227093A patent/JP3364806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06284630A (ja) | 1994-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |