JP2007211941A

JP2007211941A - Rotary drive unit

Info

Publication number: JP2007211941A
Application number: JP2006034706A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Mizuno; 孝行水野; Yukimasa Hisamitsu; 行正久光
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2007-08-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary drive unit with a reduced size and weight by reducing the number of parts and simplifying the structure. <P>SOLUTION: A rotational motor 17 for rotating a shaft 13, and a sliding motor 18 for sliding the shaft 13 in the axial direction, are coaxially provided on the shaft 13. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転駆動装置に関する。 The present invention relates to a rotary drive device.

一般に、射出成形機では、計量工程時において、スクリューを回転させると、ホッパから加熱シリンダ内に供給された樹脂は、加熱シリンダの先端に向けて移動して加熱・溶融される。これに伴い、スクリューが後退し、該スクリューの前方に樹脂が蓄えられる。次いで、射出工程時において、スクリューを前進させると、スクリューの前方に蓄えられた樹脂は、射出ノズルから射出され、金型のキャビティ空間に充填されるようになっている。 In general, in an injection molding machine, when a screw is rotated during a metering step, resin supplied from a hopper into a heating cylinder moves toward the tip of the heating cylinder and is heated and melted. Along with this, the screw moves backward, and the resin is stored in front of the screw. Next, when the screw is advanced during the injection process, the resin stored in front of the screw is injected from the injection nozzle and filled into the cavity space of the mold.

即ち、射出成形機のスクリューは、加熱シリンダ内に、回転可能で、且つ、その軸方向に摺動可能に支持されている。従って、従来から、射出成形機には、スクリューの回転及び進退（摺動）を可能にする回転駆動装置が設けられている。この回転駆動装置は、スクリューを回転させるための回転用（計量用）モータと、スクリューを軸方向に摺動させるための摺動用（射出用）モータとを備えており、これらモータを順次駆動させることで、樹脂を一定量溶融（計量）した後、金型内に該樹脂を充填（射出）することができる。 That is, the screw of the injection molding machine is supported in the heating cylinder so as to be rotatable and slidable in the axial direction thereof. Therefore, conventionally, an injection molding machine has been provided with a rotation driving device that enables rotation and advancement (sliding) of a screw. The rotation drive device includes a rotation (measuring) motor for rotating the screw and a sliding (injection) motor for sliding the screw in the axial direction, and sequentially drives these motors. Thus, after a certain amount of resin is melted (measured), the mold can be filled (injected).

このような、従来の回転駆動装置は、特許文献１，２に開示されている。 Such conventional rotary drive devices are disclosed in Patent Documents 1 and 2.

特開２００３−１１２３５１号公報JP 2003-112351 A 特開２００３−１７５５３４号公報JP 2003-175534 A

しかしながら、従来の回転駆動装置においては、部品点数が多く、構造が複雑であると共に、摺動部が多く、モータからの動力ロスが大きくなり、効率が低下するおそれがあった。また、このような問題に伴って、モータに加わる負荷が大きくなり、モータの大型化を招いてしまい、結果的に、装置全体が大型化してしまうおそれがあった。 However, in the conventional rotary drive device, the number of parts is large, the structure is complicated, the number of sliding portions is large, the power loss from the motor is increased, and the efficiency may be reduced. In addition, with such a problem, the load applied to the motor is increased, leading to an increase in the size of the motor, and as a result, the entire apparatus may be increased in size.

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、部品点数を少なくして構造を簡素化することにより、小型化及び軽量化を図ることができる回転駆動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a rotary drive device that can be reduced in size and weight by reducing the number of parts and simplifying the structure. .

上記課題を解決する第１の発明に係る回転駆動装置は、
軸を回転させる回転用モータと、前記軸を軸方向に摺動させる摺動用モータとを、前記軸と同軸上に設ける
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a first invention for solving the above-described problems is
A rotating motor for rotating the shaft and a sliding motor for sliding the shaft in the axial direction are provided coaxially with the shaft.

上記課題を解決する第２の発明に係る回転駆動装置は、
第１の発明に係る回転駆動装置において、
前記摺動用モータは前記摺動用モータが発生した回転を軸方向の摺動に変換するボールねじ機構を備える
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the rotary drive device according to the first invention,
The sliding motor includes a ball screw mechanism that converts rotation generated by the sliding motor into axial sliding.

上記課題を解決する第３の発明に係る回転駆動装置は、
第１または２の発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転子用永久磁石の軸方向長さはステータの軸方向長さよりも長く形成される
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a third invention for solving the above-described problem is
In the rotary drive device according to the first or second invention,
The axial length of the permanent magnet for the rotor of the rotating motor is longer than the axial length of the stator.

上記課題を解決する第４の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至３のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータは前記軸にスプライン係合される
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the rotary drive device according to any one of the first to third inventions,
The rotation motor is spline-engaged with the shaft.

上記課題を解決する第５の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至４のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記軸の反出力側の端部を前記回転用モータの端面よりも内側に配置し、
該回転用モータの端面に前記回転用モータの回転数を検出するエンコーダを設ける
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a fifth invention for solving the above-described problems is as follows.
In the rotary drive device according to any one of the first to fourth inventions,
The end of the shaft opposite to the output side is arranged inside the end surface of the rotation motor,
An encoder that detects the number of rotations of the rotation motor is provided on an end surface of the rotation motor.

上記課題を解決する第６の発明に係る回転駆動装置は、
第１乃至５のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、
前記回転用モータの回転を停止させるブレーキ装置を備える
ことを特徴とする。 A rotary drive device according to a sixth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the rotary drive device according to any one of the first to fifth inventions,
A brake device for stopping the rotation of the rotation motor is provided.

第１の発明に係る回転駆動装置によれば、軸を回転させる回転用モータと、前記軸を軸方向に摺動させる摺動用モータとを、前記軸と同軸上に設けることにより、１つの軸線上に前記軸、前記回転用モータ及び前記摺動用モータが配置されるので、部品点数が少なくなり構造を簡素化でき、小型化及び軽量化を図ることができる。 According to the rotary drive device according to the first aspect of the present invention, the rotation motor for rotating the shaft and the sliding motor for sliding the shaft in the axial direction are provided coaxially with the shaft. Since the shaft, the rotation motor, and the sliding motor are arranged on a line, the number of parts can be reduced, the structure can be simplified, and the size and weight can be reduced.

第２の発明に係る回転駆動装置によれば、第１の発明に係る回転駆動装置において、前記摺動用モータは前記摺動用モータが発生した回転を軸方向の摺動に変換するボールねじ機構を備えることにより、前記軸と前記摺動用モータとの摺動部が少なくなるので、前記摺動用モータからの動力伝達の損失を減少させることができる。 According to the rotary drive device according to the second invention, in the rotary drive device according to the first invention, the sliding motor has a ball screw mechanism for converting the rotation generated by the sliding motor into axial sliding. By providing, since the sliding part of the said shaft and the said sliding motor decreases, the loss of the power transmission from the said sliding motor can be reduced.

第３の発明に係る回転駆動装置によれば、第１または２の発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータの回転子用永久磁石の軸方向長さはステータの軸方向長さよりも長く形成されることにより、前記軸が軸方向に摺動しても、前記回転用モータの特性は変化することはなく、スプライン等の摺動部を設ける必要もない。 According to the rotary drive device according to the third invention, in the rotary drive device according to the first or second invention, the axial length of the rotor permanent magnet of the rotary motor is longer than the axial length of the stator. By being formed, even if the shaft slides in the axial direction, the characteristics of the rotating motor do not change, and there is no need to provide a sliding portion such as a spline.

第４の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至３のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータは前記軸にスプライン係合されることにより、前記軸と前記回転用モータとの摺動部が少なくなるので、前記回転用モータからの動力伝達の損失を減少させることができる。 According to the rotary drive device according to the fourth invention, in the rotary drive device according to any one of the first to third inventions, the rotation motor is spline-engaged with the shaft, whereby the shaft and the rotation are rotated. Since there are fewer sliding portions with the motor for driving, the loss of power transmission from the motor for rotation can be reduced.

第５の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至４のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記軸の反出力側の端部を前記回転用モータの端面よりも内側に配置し、該回転用モータの端面に前記回転用モータの回転数を検出するエンコーダを設けることにより、前記軸の小型化及び軽量化を図ると共に、省スペース化を図ることができる。 According to the rotary drive device according to the fifth invention, in the rotary drive device according to any one of the first to fourth inventions, the end portion of the shaft opposite to the output side is disposed inside the end surface of the rotation motor. By providing an encoder for detecting the rotation speed of the rotation motor on the end face of the rotation motor, the shaft can be reduced in size and weight, and space can be saved.

第６の発明に係る回転駆動装置によれば、第１乃至５のいずれかの発明に係る回転駆動装置において、前記回転用モータの回転を停止させるブレーキ装置を備えることにより、省電力化を図ることができる。 According to the rotary drive device of the sixth invention, the rotary drive device according to any one of the first to fifth inventions is provided with a brake device for stopping the rotation of the rotary motor, thereby saving power. be able to.

以下、本発明に係る回転駆動装置を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a rotary drive device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の第１実施例に係る回転駆動装置の断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.

図１に示すように、回転駆動装置１には筒状をなすケース１１が設けられており、このケース１１内にはケース１１と同軸上に配置される軸１３が設けられている。軸１３は軸受け１２を介してケース１１に回転可能、あるいは、軸方向に摺動可能に支持されており、先端側（出力側、図中左側）から基端側（反出力側、図中右側）にかけて、小径軸部１４と、この小径軸部１４よりも大径をなす大径軸部１５と、ボールねじ軸部１６とを備えている。そして、これら小径軸部１４、大径軸部１５及びボールねじ軸部１６は、各軸心が同一の軸線上になるように接続されている。 As shown in FIG. 1, the rotary drive device 1 is provided with a cylindrical case 11, and a shaft 13 disposed coaxially with the case 11 is provided in the case 11. The shaft 13 is supported by the case 11 via a bearing 12 so as to be rotatable or slidable in the axial direction, from the distal end side (output side, left side in the figure) to the proximal end side (counter output side, right side in the figure). ), A large-diameter shaft portion 15 having a larger diameter than the small-diameter shaft portion 14, and a ball screw shaft portion 16. The small-diameter shaft portion 14, the large-diameter shaft portion 15, and the ball screw shaft portion 16 are connected so that the respective axes are on the same axis.

また、ケース１１には、出力側ケース部１１ａと、この出力側ケース部１１ａよりも大径をなす反出力側ケース部１１ｂとが形成されており、出力側ケース部１１ａには軸１３を回転させる回転用モータ（サーボモータ）１７が設けられると共に、反出力側ケース部１１ｂには軸１３を軸方向に摺動させる摺動用モータ（サーボモータ）１８が設けられている。 In addition, the case 11 is formed with an output side case portion 11a and a non-output side case portion 11b having a larger diameter than the output side case portion 11a, and the shaft 13 is rotated in the output side case portion 11a. A rotating motor (servo motor) 17 is provided, and a non-output side case portion 11b is provided with a sliding motor (servo motor) 18 for sliding the shaft 13 in the axial direction.

回転用モータ１７は軸１３と同軸上に設けられており、ステータ１９と、このステータ１９の径方向内側に設けられる永久磁石２０とを備えている。永久磁石２０は大径軸部１５の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、大径軸部１５の径方向においてステータ１９と対向するように配置されている。 The rotation motor 17 is provided coaxially with the shaft 13 and includes a stator 19 and a permanent magnet 20 provided on the radially inner side of the stator 19. A plurality of permanent magnets 20 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 15 and are disposed so as to face the stator 19 in the radial direction of the large-diameter shaft portion 15.

一方、摺動用モータ１８も軸１３と同軸上に設けられており、ステータ２１と、このステータ２１の径方向内側に設けられるボールナット２２と、ステータ２１とボールナット２２との間に設けられる永久磁石２３とを備えている。ボールナット２２はその径方向内側においてボールねじ軸部１６と螺合すると共に、その径方向外側において軸受け２４を介して反出力側ケース部１１ｂに回転可能に支持されている。また、永久磁石２３はボールナット２２の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、ボールナット２２の径方向においてステータ２１と対向するように配置されている。なお、ボールねじ軸部１６とボールナット２２とはボールねじ機構を構成している。 On the other hand, the sliding motor 18 is also provided coaxially with the shaft 13. The stator 21, the ball nut 22 provided on the radially inner side of the stator 21, and the permanent provided between the stator 21 and the ball nut 22. And a magnet 23. The ball nut 22 is screwed into the ball screw shaft portion 16 on the radially inner side and is rotatably supported on the counter-output side case portion 11b via a bearing 24 on the radially outer side. A plurality of permanent magnets 23 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer circumference of the ball nut 22, and are disposed so as to face the stator 21 in the radial direction of the ball nut 22. The ball screw shaft portion 16 and the ball nut 22 constitute a ball screw mechanism.

従って、上述した構成をなすことにより、軸１３を回転させる場合には、回転用モータ１７と摺動用モータ１８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５が回転すると共に、摺動用モータ１８側ではボールねじ軸部１６とボールナット２２とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部１６のボールナット２２に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部１６とボールナット２２とが同期して回転することになるので、軸１３は摺動せずその位置において回転することになる。 Therefore, by rotating the shaft 13 with the above-described configuration, the rotating motor 17 and the sliding motor 18 are simultaneously driven (synchronized) in the same rotational direction and at the same rotational speed. As a result, the small-diameter shaft portion 14 and the large-diameter shaft portion 15 rotate on the rotation motor 17 side, and the ball screw shaft portion 16 and the ball nut 22 rotate integrally on the sliding motor 18 side. At this time, the sliding of the ball screw shaft portion 16 in the axial direction with respect to the ball nut 22 causes the ball screw shaft portion 16 and the ball nut 22 to rotate synchronously. Will rotate in position.

また、軸１３を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ１７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ１８を駆動させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５の回転が規制される一方、摺動用モータ１８側ではボールナット２２の回転によりボールねじ軸部１６は軸方向に摺動するので、軸１３は軸方向に摺動することになる。 When the shaft 13 is slid in the axial direction, the rotation motor 17 is servo-locked while the sliding motor 18 is driven. Accordingly, the rotation of the small diameter shaft portion 14 and the large diameter shaft portion 15 is restricted on the rotation motor 17 side, while the ball screw shaft portion 16 slides in the axial direction by the rotation of the ball nut 22 on the sliding motor 18 side. Therefore, the shaft 13 slides in the axial direction.

従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、軸１３と同軸上に回転用モータ１７及び摺動用モータ１８を配置させることにより、部品点数が少なくなり構造を簡素化することができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる。また、摺動用モータ１８から軸１３への動力伝達はボールナット２２とボールねじ軸部１６との螺合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、摺動用モータ１８からの動力伝達の損失を低減させることができる。 Therefore, according to the rotational drive device according to the present embodiment, by arranging the rotation motor 17 and the sliding motor 18 coaxially with the shaft 13, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified. A reduction in size and weight can be achieved. Further, since the power transmission from the sliding motor 18 to the shaft 13 is performed only by screwing the ball nut 22 and the ball screw shaft portion 16, the sliding portion is reduced, and the power from the sliding motor 18 is reduced. Transmission loss can be reduced.

図２は本発明の第２実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第１実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotary drive device according to a second embodiment of the present invention. In addition, about the member which has the same structure and function as what was demonstrated in 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図２に示す回転駆動装置２は、図１の回転駆動装置１にディスク式のブレーキ装置３１を追加した構造となっている。即ち、図２に示すように、ブレーキ装置３１はブレーキ軸部３２とブレーキ部３３とを備えている。ブレーキ軸部３２はボールねじ軸部１６と同軸上に配置され、且つボールねじ軸部１６の端部に接続されている。そして、ブレーキ軸部３２の外周面には雄スプライン３２ａが形成される一方、ブレーキ部３３の内周面には雌スプライン３３ａが形成されており、雄スプライン３２ａと雌スプライン３３ａとはスプライン係合されている。 The rotary drive device 2 shown in FIG. 2 has a structure in which a disc-type brake device 31 is added to the rotary drive device 1 of FIG. That is, as shown in FIG. 2, the brake device 31 includes a brake shaft portion 32 and a brake portion 33. The brake shaft portion 32 is disposed coaxially with the ball screw shaft portion 16 and is connected to an end portion of the ball screw shaft portion 16. A male spline 32a is formed on the outer peripheral surface of the brake shaft portion 32, while a female spline 33a is formed on the inner peripheral surface of the brake portion 33. The male spline 32a and the female spline 33a are engaged with the spline. Has been.

従って、上述した構成をなすことにより、軸１３を回転させる場合には、回転用モータ１７と摺動用モータ１８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる一方、ブレーキ装置３１の作動を停止させる。これにより、回転用モータ１７側では小径軸部１４及び大径軸部１５が回転すると共に、摺動用モータ１８側ではボールねじ軸部１６とボールナット２２とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部１６のボールナット２２に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸１６とボールナット２２とが回転することになるので、軸１３は摺動せずその位置において回転することになる。 Therefore, when the shaft 13 is rotated by the above-described configuration, the rotation motor 17 and the sliding motor 18 are simultaneously driven (synchronized) in the same rotational direction and at the same rotational speed, while the brake device The operation of 31 is stopped. Thereby, the small diameter shaft portion 14 and the large diameter shaft portion 15 rotate on the rotation motor 17 side, and the ball screw shaft portion 16 and the ball nut 22 rotate integrally on the sliding motor 18 side. At this time, sliding of the ball screw shaft portion 16 in the axial direction with respect to the ball nut 22 causes the ball screw shaft 16 and the ball nut 22 to rotate, so that the shaft 13 does not slide and rotates at that position. It will be.

また、軸１３を軸方向に摺動させる場合には、摺動用モータ１８を駆動させると共に、ブレーキ装置３１を作動させる。これにより、回転用モータ１７の駆動による軸１３の回転はブレーキ装置３１により規制されると共に、摺動用モータ１８の駆動によりボールねじ軸部１６が軸方向に摺動するので、軸１３は軸方向に摺動することになる。このとき、軸１３の軸方向への摺動に伴い、ブレーキ軸部３２もブレーキ部３３とのスプライン係合により摺動される。 When the shaft 13 is slid in the axial direction, the sliding motor 18 is driven and the brake device 31 is operated. As a result, the rotation of the shaft 13 by the drive of the rotation motor 17 is regulated by the brake device 31 and the ball screw shaft portion 16 slides in the axial direction by the drive of the sliding motor 18. Will slide. At this time, as the shaft 13 slides in the axial direction, the brake shaft portion 32 is also slid by spline engagement with the brake portion 33.

従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第１実施例の作用効果に加えて、軸１３の回転をブレーキ装置３１の作動により停止させることにより、回転モータ１７をサーボロックさせて軸１３の回転を停止させるときよりも、省電力化を図ることができる。 Therefore, according to the rotary drive device according to the present embodiment, in addition to the operation and effect of the first embodiment described above, the rotation of the shaft 13 is stopped by the operation of the brake device 31, thereby causing the rotary motor 17 to be servo-locked. Thus, it is possible to save power than when the rotation of the shaft 13 is stopped.

図３は本発明の第３実施例に係る回転駆動装置の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of a rotary drive device according to a third embodiment of the present invention.

図３に示すように、回転駆動装置３には筒状をなすケース４１が設けられており、このケース４１内にはケース４１と同軸上に配置される軸４３が設けられている。軸４３は後述する軸受け５２，５６を介してケース４１に回転可能、あるいは、軸方向に摺動可能に支持されており、先端側から基端側にかけて、先端軸部４４と、スプライン軸部４５と、ボールねじ軸部４６とを備えている。そして、これら先端軸部４４、スプライン軸部４５及びボールねじ軸部４６は、各軸心が同一の軸線上になるように接続されている。なお、スプライン軸部４５の外周面には雄スプライン４５ａが形成されている。 As shown in FIG. 3, the rotary drive device 3 is provided with a cylindrical case 41, and a shaft 43 disposed coaxially with the case 41 is provided in the case 41. The shaft 43 is supported by the case 41 via bearings 52 and 56, which will be described later, or is slidable in the axial direction. From the distal end side to the proximal end side, the distal end shaft portion 44 and the spline shaft portion 45 are supported. And a ball screw shaft portion 46. The distal end shaft portion 44, the spline shaft portion 45, and the ball screw shaft portion 46 are connected so that the respective axes are on the same axis. A male spline 45 a is formed on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 45.

また、ケース４１には、同じ横断面をなす前側ケース部４１ａと後側ケース部４１ｂとが形成されており、前側ケース部４１ａには軸４３を回転させる回転用モータ（サーボモータ）４７が設けられると共に、後側ケース部４１ｂには軸４３を軸方向に摺動させる摺動用モータ（サーボモータ）４８が設けられている。 Further, the case 41 is formed with a front case portion 41a and a rear case portion 41b having the same cross section, and a rotation motor (servo motor) 47 for rotating the shaft 43 is provided in the front case portion 41a. In addition, the rear case portion 41b is provided with a sliding motor (servo motor) 48 for sliding the shaft 43 in the axial direction.

回転用モータ４７は軸４３と同軸上に設けられており、ステータ４９と、このステータ４９の径方向内側に設けられるスプラインナット５０と、ステータ４９とスプラインナット５０との間に設けられる永久磁石５１とを備えている。スプラインナット５０の内周面には雌スプライン５０ａが形成されており、この雌スプライン５０ａはスプライン軸部４５の雄スプライン４５ａとスプライン係合されている。そして、スプラインナット５０はその径方向外側において軸受け５２を介して前側ケース部４１ａに回転可能に支持されている。また、永久磁石５１はスプラインナット５０の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、スプラインナット５０の径方向においてステータ４９と対向するように配置されている。 The rotation motor 47 is provided coaxially with the shaft 43, and includes a stator 49, a spline nut 50 provided inside the stator 49 in the radial direction, and a permanent magnet 51 provided between the stator 49 and the spline nut 50. And. A female spline 50 a is formed on the inner peripheral surface of the spline nut 50, and the female spline 50 a is spline-engaged with the male spline 45 a of the spline shaft portion 45. And the spline nut 50 is rotatably supported by the front case part 41a via the bearing 52 in the radial direction outer side. In addition, a plurality of permanent magnets 51 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the spline nut 50 and are disposed so as to face the stator 49 in the radial direction of the spline nut 50.

一方、摺動用モータ４８も軸４３と同軸上に設けられており、ステータ５３と、このステータ５３の径方向内側に設けられるボールナット５４と、ステータ５３とボールナット５４との間に設けられる永久磁石５５とを備えている。ボールナット５４はその径方向内側においてボールねじ軸部４６と螺合すると共に、その径方向外側において軸受け５６を介して後側ケース部４１ｂに回転可能に支持されている。また、永久磁石５５はボールナット５４の外周面周方向において所定間隔に複数設けられると共に、ボールナット５４の径方向においてステータ５３と対向するように配置されている。なお、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とはボールねじ機構を構成している。 On the other hand, the sliding motor 48 is also provided coaxially with the shaft 43, and the stator 53, the ball nut 54 provided radially inside the stator 53, and the permanent provided between the stator 53 and the ball nut 54. And a magnet 55. The ball nut 54 is screwed into the ball screw shaft portion 46 on the radially inner side and is rotatably supported on the rear case portion 41b via a bearing 56 on the radially outer side. A plurality of permanent magnets 55 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction of the outer circumference of the ball nut 54 and are disposed so as to face the stator 53 in the radial direction of the ball nut 54. The ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 constitute a ball screw mechanism.

従って、上述した構成をなすことにより、軸４３を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部４５とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とが同期して回転することになるので、軸４３は摺動せずその位置において回転することになる。 Therefore, when the shaft 43 is rotated by the above-described configuration, the rotating motor 47 and the sliding motor 48 are simultaneously driven (synchronized) in the same rotational direction and at the same rotational speed. As a result, the spline shaft portion 45 and the spline nut 50 rotate integrally on the rotation motor 47 side, and the ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 rotate integrally on the sliding motor 48 side. . At this time, the ball screw shaft portion 46 slides in the axial direction with respect to the ball nut 54 because the ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 rotate in synchronization with each other. Will rotate in position.

また、軸４３を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ４７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ４８を駆動させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプラインナット５０によるスプライン軸部４５の回転が規制される一方、摺動用モータ４８側ではボールナット５４の回転によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部４５のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸４３は軸方向に摺動することになる。 When the shaft 43 is slid in the axial direction, the rotation motor 47 is servo-locked while the sliding motor 48 is driven. Thereby, the rotation of the spline shaft portion 45 by the spline nut 50 is restricted on the rotation motor 47 side, while the ball screw shaft portion 46 slides in the axial direction by the rotation of the ball nut 54 on the sliding motor 48 side. At this time, since the sliding of the spline shaft portion 45 in the axial direction with respect to the spline nut 50 is allowed by the spline engagement, the shaft 43 slides in the axial direction.

従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、軸４３と同軸上に回転用モータ４７及び摺動用モータ４８を配置させることにより、部品点数が少なくなり構造を簡素化することができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる。そして、回転用モータ４７から軸４３への動力伝達はスプラインナット５０とスプライン軸部４５とのスプライン係合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、回転用モータ４７からの動力伝達の損失を低減させることができる。また、摺動用モータ４８から軸４３への動力伝達はボールナット５４とボールねじ軸部４６との螺合だけで行われることになるので、摺動部が少なくなり、摺動用モータ４８からの動力伝達の損失を低減させることができる。 Therefore, according to the rotary drive device according to the present embodiment, by arranging the rotation motor 47 and the sliding motor 48 coaxially with the shaft 43, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified. A reduction in size and weight can be achieved. Since the power transmission from the rotation motor 47 to the shaft 43 is performed only by the spline engagement between the spline nut 50 and the spline shaft portion 45, the sliding portion is reduced and the power from the rotation motor 47 is reduced. Transmission loss can be reduced. Further, power transmission from the sliding motor 48 to the shaft 43 is performed only by screwing the ball nut 54 and the ball screw shaft portion 46, so that the number of sliding portions is reduced and the power from the sliding motor 48 is reduced. Transmission loss can be reduced.

図４は本発明の第４実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第３実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a rotary drive device according to a fourth embodiment of the present invention. In addition, about the member which has the same structure and function as what was demonstrated in 3rd Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図４に示す回転駆動装置４は、図３の回転駆動装置３の回転用モータ４７側と摺動用モータ４８側の配置を入れ換えて、スプライン軸部４５をスプライン軸部６２に換えると共に、エンコーダ６３を追加した構造となっている。 4 replaces the arrangement of the rotation motor 47 side and the sliding motor 48 side of the rotation drive device 3 of FIG. 3 to replace the spline shaft portion 45 with the spline shaft portion 62, and also with an encoder 63. It has a structure with added.

即ち、図４に示すように、軸６１は先端軸部４４、ボールねじ部４６、スプライン軸部６２を順に接続することにより形成されている。スプライン軸部６２の外周面には雄スプライン６２ａが形成されており、この雄スプライン６２ａはスプラインナット５０の雌スプライン５０ａとスプライン係合されている。また、スプライン軸部６２の軸方向長さは、スプラインナット５０の軸方向長さよりも短く形成されているので、後述する軸６１の回転時及び摺動時において、スプライン軸部６２はスプラインナット５０の先端側から一部の範囲とスプライン係合されている。そして、スプラインナット５０の端部には、回転用モータ４７の回転数（軸６１の回転時の回転数）を検出するエンコーダ６３が設けられている。 That is, as shown in FIG. 4, the shaft 61 is formed by connecting the tip shaft portion 44, the ball screw portion 46, and the spline shaft portion 62 in this order. A male spline 62 a is formed on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 62, and the male spline 62 a is engaged with the female spline 50 a of the spline nut 50. Further, since the axial length of the spline shaft portion 62 is shorter than the axial length of the spline nut 50, the spline shaft portion 62 is connected to the spline nut 50 when the shaft 61 described later is rotated and slid. The spline is engaged with a part of the range from the front end side. An encoder 63 is provided at the end of the spline nut 50 to detect the rotation speed of the rotation motor 47 (rotation speed when the shaft 61 rotates).

従って、上述した構成をなすことにより、軸６１を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部６２とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、ボールねじ軸部４６とボールナット５４とが同期して回転することになるので、軸６１は摺動せずその位置において回転することになる。そして、軸６１の回転時においては、エンコーダ６３によりその回転数が常時検出されている。 Therefore, by rotating the shaft 61 with the above-described configuration, the rotating motor 47 and the sliding motor 48 are simultaneously driven (synchronized) in the same rotational direction and at the same rotational speed. Thereby, the spline shaft portion 62 and the spline nut 50 rotate integrally on the rotation motor 47 side, and the ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 rotate integrally on the sliding motor 48 side. . At this time, the sliding of the ball screw shaft portion 46 in the axial direction with respect to the ball nut 54 causes the ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 to rotate in synchronization with each other. Will rotate in position. When the shaft 61 rotates, the encoder 63 constantly detects the rotation speed.

また、軸６１を軸方向に摺動させる場合には、回転用モータ４７をサーボロックさせる一方、摺動用モータ４８を駆動させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプラインナット５０によるスプライン軸部６２の回転が規制される一方、摺動用モータ４８側ではボールナット５４の回転によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部６２のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸６１は軸方向に摺動することになる。そして、軸６１が基端側に摺動しても、スプライン軸部６２がスプラインナット５０の先端側から一部の範囲にしかスプライン係合しないので、エンコーダ６３に接触することはない。 When the shaft 61 is slid in the axial direction, the rotation motor 47 is servo-locked while the sliding motor 48 is driven. Thereby, the rotation of the spline shaft portion 62 by the spline nut 50 is restricted on the rotation motor 47 side, while the ball screw shaft portion 46 slides in the axial direction by the rotation of the ball nut 54 on the sliding motor 48 side. At this time, since the sliding of the spline shaft portion 62 in the axial direction with respect to the spline nut 50 is allowed by the spline engagement, the shaft 61 slides in the axial direction. Even if the shaft 61 slides to the proximal end side, the spline shaft portion 62 is engaged with the spline only in a part of the range from the distal end side of the spline nut 50, so that it does not contact the encoder 63.

従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第３実施例の作用効果に加えて、スプライン軸部６２をスプラインナット５０よりも短く形成させることにより、軸６１の小型化及び軽量化を図ることができる。また、軸６１の反出力側の端部を回転用モータ４７の端面よりも内側に配置し、回転用モータ４７の端面に回転数を検出するエンコーダ６３を設けることにより、軸６１の小型化及び軽量化を図ると共に、省スペース化を利用して、例えば、エンコーダ６３等を設置することができる。 Therefore, according to the rotary drive device according to the present embodiment, in addition to the operational effects of the third embodiment described above, the spline shaft portion 62 is formed shorter than the spline nut 50, whereby the shaft 61 can be made smaller and lighter. Can be achieved. Further, the end of the shaft 61 on the opposite side to the output side is arranged on the inner side of the end surface of the rotation motor 47, and the encoder 63 for detecting the rotational speed is provided on the end surface of the rotation motor 47. For example, an encoder 63 or the like can be installed while reducing the weight and saving space.

図５は本発明の第５実施例に係る回転駆動装置の断面図である。なお、第４実施例において説明したものと同様の構造及び機能を有する部材については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotary drive device according to a fifth embodiment of the present invention. In addition, about the member which has the same structure and function as what was demonstrated in 4th Example, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図５に示す回転駆動装置５は、図４の回転駆動装置４にディスク式のブレーキ装置７１を追加した構造となっている。即ち、図５に示すように、ブレーキ装置７１はエンコーダ６３を介してスプラインナット５０に支持されている。 The rotary drive device 5 shown in FIG. 5 has a structure in which a disc-type brake device 71 is added to the rotary drive device 4 of FIG. That is, as shown in FIG. 5, the brake device 71 is supported by the spline nut 50 via the encoder 63.

従って、上述した構成をなすことにより、軸６１を回転させる場合には、回転用モータ４７と摺動用モータ４８とを同じ回転方向で、且つ同じ回転数で同時に駆動（同期）させる一方、ブレーキ装置７１の作動を停止させる。これにより、回転用モータ４７側ではスプライン軸部６２とスプラインナット５０とが一体となって回転すると共に、摺動用モータ４８側ではボールねじ軸部４６とボールナット５４とが一体となって回転する。このとき、ボールねじ軸部４６のボールナット５４に対する軸方向への摺動は、回転用モータ４７の駆動により規制されることになるので、軸６１はその位置において回転することになる。 Accordingly, when the shaft 61 is rotated by the above-described configuration, the rotation motor 47 and the sliding motor 48 are simultaneously driven (synchronized) in the same rotational direction and at the same rotational speed, while the brake device The operation of 71 is stopped. Thereby, the spline shaft portion 62 and the spline nut 50 rotate integrally on the rotation motor 47 side, and the ball screw shaft portion 46 and the ball nut 54 rotate integrally on the sliding motor 48 side. . At this time, the sliding of the ball screw shaft portion 46 in the axial direction with respect to the ball nut 54 is restricted by the drive of the rotation motor 47, so the shaft 61 rotates at that position.

また、軸６１を軸方向に摺動させる場合には、摺動用モータ４８を駆動させると共に、ブレーキ装置７１を作動させる。これにより、軸６１の回転はブレーキ装置７１により規制されると共に、摺動用モータ４８の駆動によりボールねじ軸部４６が軸方向に摺動する。このとき、スプライン軸部６２のスプラインナット５０に対する軸方向への摺動はスプライン係合により許容されているので、軸６１は軸方向に摺動することになる。 When the shaft 61 is slid in the axial direction, the sliding motor 48 is driven and the brake device 71 is operated. Thereby, the rotation of the shaft 61 is regulated by the brake device 71 and the ball screw shaft portion 46 slides in the axial direction by driving the sliding motor 48. At this time, since the sliding of the spline shaft portion 62 in the axial direction with respect to the spline nut 50 is allowed by the spline engagement, the shaft 61 slides in the axial direction.

従って、本実施例に係る回転駆動装置によれば、上述した第３，４実施例の作用効果に加えて、軸６１の回転をブレーキ装置７１の作動により停止させることにより、回転モータ４７をサーボロックさせて軸６１の回転を停止させるときよりも、省電力化を図ることができる。 Therefore, according to the rotary drive device of this embodiment, in addition to the effects of the third and fourth embodiments described above, the rotation of the shaft 61 is stopped by the operation of the brake device 71, whereby the rotary motor 47 is servoed. Power saving can be achieved compared with the case where the rotation of the shaft 61 is stopped by locking.

スクリューを回転あるいは進退させる射出成形機に適用可能である。 The present invention can be applied to an injection molding machine that rotates or retreats a screw.

本発明の第１実施例に係る回転駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例に係る回転駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive apparatus which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例に係る回転駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive apparatus which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例に係る回転駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive apparatus which concerns on 4th Example of this invention. 本発明の第５実施例に係る回転駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the rotational drive apparatus which concerns on 5th Example of this invention.

Explanation of symbols

１１，４１ケース
１２，２４，５２，５６軸受け
１３，４３，６１軸
１４小径軸部
１５大径軸部
１６，４６ボールねじ軸部
１７，４７回転用モータ
１８，４８摺動用モータ
１９，２１，４９，５３ステータ
２０，２３，５１，５５永久磁石
２２，５４ボールナット
３１，７１ブレーキ装置
３２ブレーキ軸部
３３ブレーキ部
４４先端軸部
４５，６２スプライン軸部
５０スプラインナット
６３エンコーダ 11, 41 Case 12, 24, 52, 56 Bearing 13, 43, 61 Shaft 14 Small-diameter shaft portion 15 Large-diameter shaft portion 16, 46 Ball screw shaft portion 17, 47 Rotating motor 18, 48 Sliding motor 19, 21 49, 53 Stator 20, 23, 51, 55 Permanent magnet 22, 54 Ball nut 31, 71 Brake device 32 Brake shaft part 33 Brake part 44 Tip shaft part 45, 62 Spline shaft part 50 Spline nut 63 Encoder

Claims

A rotation drive device comprising: a rotation motor that rotates a shaft; and a sliding motor that slides the shaft in an axial direction coaxially with the shaft.

The rotary drive device according to claim 1,
The rotation drive device, wherein the sliding motor includes a ball screw mechanism that converts rotation generated by the sliding motor into axial sliding.

The rotary drive device according to claim 1 or 2,
The rotational drive device characterized in that the axial length of the rotor permanent magnet of the motor for rotation is longer than the axial length of the stator.

In the rotation drive device according to any one of claims 1 to 3,
The rotation driving device is characterized in that the rotation motor is splined to the shaft.

In the rotation drive device according to any one of claims 1 to 4,
The end of the shaft opposite to the output side is arranged inside the end surface of the rotation motor,
An encoder for detecting the number of rotations of the rotation motor is provided on an end surface of the rotation motor.

The rotary drive device according to any one of claims 1 to 5,
A rotation drive device comprising a brake device for stopping rotation of the rotation motor.