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JPS6392242A - 複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置 - Google Patents

複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置

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Publication number
JPS6392242A
JPS6392242A JP61236701A JP23670186A JPS6392242A JP S6392242 A JPS6392242 A JP S6392242A JP 61236701 A JP61236701 A JP 61236701A JP 23670186 A JP23670186 A JP 23670186A JP S6392242 A JPS6392242 A JP S6392242A
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Japan
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eccentric shaft
shaft rotor
rotor
output shaft
electric
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JP61236701A
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輝臣 中谷
Yoshio Hayashi
良生 林
Seizo Suzuki
誠三 鈴木
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National Aerospace Laboratory of Japan
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、複合偏心型回転子による２次元面の移動と
出力軸の回転によって、出力軸の移動位置を高精度で超
微細に位置決めできる電動直接駆動位置決め装置に関す
る。
従来の技術 従来、比較的狭範囲における精密位置決め機構としては
、−次元の並進移動の場合、ボールネジとリニヤ−ガイ
ドを組合せ、パルスモータ−でボールネジを回転させて
移動させ、位置決めするものが一般に知られている。そ
して、２次元の位置決め装置としては、前記−次元の位
置決め機構を直交させたものを使用している。
また、機械加工等で使用される回転割出し等の回転位置
決め装置としては、近時歯車及び減速器を使用せずに、
電動式で軸テーブルを直接駆動回転制御させる電動直接
駆動装置が開発さ発明が解決しようとする問題点 近時、重量物組立用産業ロボットでは高トルクと高精度
の位置決めが、また集積回路の配線加工等においては超
微細な動きが要求され、これらの分野に適用できるよｐ
高精度の位置決め装置の出現が求められている。
しかしながら、従来の精密位置決め装置は上記の様にパ
ルスモータの回転をボールネジによって直線運動に変換
し一次元又は２次元面内の近時提案されている上記の電
動直接駆動による回転位置決め装置は、回転位置の位置
決めは比較的高精度にできるが、回転位置決めのみであ
って、並進移動による２次元面の位置決めには適用でき
ない問題点がある０ この発明は、上記従来技術の問題点に鑑み創れている。
高精度で超微細に位置決めできる電動直接駆動位置決め
装置を提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の複合偏心型回転子
による電動直接駆動位置決め装置は、出力軸回転子、少
なくとも内側偏心軸回転子と外側偏心軸回転子を含む複
数個の偏心軸回転子、及び軸受基筒からなり、前記各偏
心軸回転子は回転子円筒外壁に対して偏心した円筒内壁
をそれぞれ有し、内側の偏心軸回転子が外側の偏心軸回
転子の円筒内壁内に軸受を介して回転自在に順に挿入保
持されて多重の偏心軸回転子を構成し、前記出力軸回転
子は前記内側偏心軸回転子の円筒内壁内に、前記外側偏
心軸回転子は前記軸受基筒の円筒内壁内にそれぞれ軸受
を介して回転自在に挿入保持され、前記出力軸回転子と
前記内側偏心軸回転子間、前記各偏心軸に電動回転駆動
機構部を構成させ、各偏心軸回転子及び出力軸回転子が
独立した回転側脚できるようにしたことを特徴とするも
のである。
作用 この発明における出力軸回転子は、Ｘ、Ｙの二次元面の
並進運動と軸筒を軸とする回転運動された出力軸回転子
は、その軸に直角な千面内で２自由度の並進運動をする
口 今、出力軸回転子の位置決め作用を、偏心軸回転子を外
側偏心軸回転子と内ＩＩＩ　ｍ心動回転子の組合せから
なる場合について、第３図によシ説明する。
外ｆｕｌｌ偏心軸回転子Ｂは、軸受基筒Ａの中心軸Ｐか
ら４だけ離れたＱを中心軸とする内側円筒心細回転子Ｃ
は、前記外側偏心軸回転子Ｂの中心軸Ｑから４だけ離れ
た０を中心軸とする内側円筒面をもち、該内側円筒面内
に出力軸回転子りが挿入されている。
今、第３図に示すように、外側偏心軸回転子Ｂの内側円
筒面の中心Ｑ及び内側偏心軸回転子Ｃの内側円筒面内の
中心Ｏが、軸受基筒Ａの中心軸Ｐを加点とする直交座標
Ｘ、ＹのＸ軸上の位置Ｑ１％　ｏ、点にそれぞれ位置す
るとする。この状態から、外側偏心軸回転子Ｂを電動回
転駆動機構部によって０１だけ時計方向に回転させ、同
時に内側偏心軸回転子Ｃを０２だけ回転させる。
その場合、内側偏心軸回転子Ｃの中心軸線は９１点から
、座標点が（，４ｃｏｓθ４、ｔ、ｓｉｎθ、）である
Ｑ２に移動する。一方、出力軸回転子の中心軸線は、上
記の動きにさらに内＠偏心軸回転子Ｃの回転運動が合成
され、０１点から座標点が（４ｃｏｓθ１＋ｔ２ｃｏｓ
　（θ、＋θ２）、４ｓｉｎθ、十ｔ２ｓｉｎ（θ、十
θ２））である０２点に移動する口 従って、外側偏心軸回転子Ｂ及び内側偏心回転子Ｃの回
転角を独立して任意に制御することによって、出力軸回
転子りは、その中心軸がＰ点を中心とする半径Ｒ＝４＋
４の円内（第３図における２点鎖線円内）を範囲として
、任意に位置決めすることができる。また、出力軸回転
子りは、電動回転駆動機構部によって回転され、任意の
回転角度を得ることができる。
そして、前記各偏心軸回転子及び出力軸回転子は、それ
自体がモータを構成する回転駆動機構部となっているの
で、直接電動駆動されて回転する。従って、歯車などを
使用してない次め、バックラッン卆、ガタがなく、高分
解能を有する高精度の位置決めができる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
口 図示の実施例において、本発明の電動直接駆動位置決め
装置は、軸受基筒Ａ１外＠偏心軸回転子Ｂ、内側偏心軸
回転子Ｃ１および出力軸回転子りで構成されている。
軸受基筒Ａは、第３図に示すように、位置決め装置本体
の中心軸Ｐを中心軸とする同心円筒構造をなす。該軸受
基筒Ａは、上端に電動回転駆動機構部を構成する電機子
巻線５暇付用の皿状フランジ２が設けられ、下端には装
置本体固定用の７ランジ６が形成され、中間部は外側偏
心軸回転子Ｂを挿入支持する円筒内壁８となっている。
前記電機子巻線５は、皿状フランジの円筒壁３の内周面
４に設けられている。また、装置本体固定用フランジ６
には、吹付用穴７が適宜穿設されている。
外１１１１偏心軸回転子Ｂは、位置決め装置本体の中心
軸Ｐを軸とする円筒外壁１２と、この軸Ｐから４だけ離
れたＱを中心軸とする円筒内壁１３とを有し、上端には
電動回転駆動機構部形成用の皿状７ランジ１４が形成さ
れた偏心円筒状に構成され、前記軸受基筒Ａの円筒内壁
に沿って挿入され、玉軸受１０を介して軸受基筒ＡＫ向
に自立ｆ古銭シｈτｔハスー鈴Ｐ皿分フラン、ジ１４の
外周壁１５には、前記軸受基筒Ａに設けられた電機子巻
線５と対面して回転子永久磁石１６が設けられ、該回転
子永久磁石１６と前記電機子巻線５とで外側偏心軸回転
子駆動用の電動回転駆動機構部を構成する。また、前記
皿状フランジ１４の円＃ｊ壁１７内周面には、内側偏心
軸回転子Ｃの電動回転駆動機構部を構成する電機子巻線
１８が設けられている。
内側偏心軸回転子Ｃけ、第３図に示すように、軸Ｑを中
心軸とする円筒外壁２０と、軸Ｑから４だけ離れた軸Ｏ
を中心軸とする円筒内９２１とを持ち、上端に電動回転
駆動機構部形成用の皿状７ランジ２２を設けた偏心円筒
であり、前記外側偏心軸回転子Ｂの円筒内壁１３内にス
ラスト軸受１０を介して回転自在に支持されている。前
記皿状フランジ２２の外周壁には、前記外ｎ＠心回転子
Ｂに設けられた電機子巻線１８と対面して回転子永久磁
石２４が設けられ、該回転子永久磁石２４と前記電機子
巻線１８とで内０１ｌｌ偏心軸回転子Ｃの電動回転駆動
機構部を構成する０ま之、前記皿状フランジ２２の内周
面には、出力軸回転子りの電動回転駆動機構部を構成す
る電機子巻線２４が設けられている。
出力軸回転子りは、上面に被位置決め物覗付用のテーブ
ルと電動回転駆動機構部形成用を兼ねる２段構造のフラ
ンジ２７が設けられた軸０を中心軸とする同心円筒構造
を冷し、前記内側偏心軸回転子Ｃの円筒内壁２１内にス
ラスト軸受１０を介して回転自在に支持されている。前
記フランジ２７の外周壁には第１図に示すように前記内
側偏心軸回転子Ｃに設けられた電機子巻線２５と対面し
て回転子永久磁石２９が設けられ、前記電機子巻線２４
とで出力軸回転子りの電動駆動部を構成する。７ランジ
２７には、複数個の取付穴３０が穿設され、被移動物を
直接又はジグを介して砲付けられるようになりている。
前記の各電機子巻線５．１８．２５は、第１図に示すよ
うに、軸受基＃ＪＡ下部に設置された独立したコントロ
ーラ３０，３１．３２に各々接続され、該コントローラ
によって各々独立して駆動制御される。前記各電機子巻
線５．１８．２４とコントローラ３０．３１．３２の結
線を容易にするため、軸受基筒Ａ１外側偏心軸回転子Ｂ
及び内側偏心軸回転Ｃの各軸部に結線用穴３３．３４．
３５が穿設されている。
前記外側偏心軸回転子Ｂ２内側偏心軸回転子Ｃ及び出力
軸回転子りの回転位置は、第１図に示すように、軸受基
筒Ａ１外側偏心軸回転子Ｂ及び内側偏心軸回転子Ｃに設
けられた回転位置決め信号発生器であるパルスエンコー
ダー３６．３７．３８によって高精度で検出され、その
出力信号がコントローラに入力され、各回転子の回転が
制御される。
本実施例の電動直接駆動位置決め装置は、以上のように
構成され、出力軸回転子りの７ランク２フ上面に被位置
決め物を固定して使用され、所定位置への位置決めは次
の様にして行われる。
図示しない中央演算処理装置でその二次元面内での並進
位置を外側偏心軸回転子Ｂ及び内ＩＩＩＩ偏心軸回転子
Ｃの各回転パルス数に演算し、また被位置決め物の軸方
向回転角を出力軸回転子りの回転パルス数に演算して、
コントロ〒う３０゜３】、３２に入力し、コントローラ
３０．３１．３２の出力信号によって各電機子巻線５．
１８．２４が作動し、回転子永久磁石１６．２４．２９
との間でモータを構成し、各回転子が電動直」 ローラに信号を出力し、回転を停止する。外側偏心軸回
転子Ｂ及び内側偏心軸Ｃの回転によって、前記したよう
に、出力軸回転子りは、偏心軸Ｃ，Ｄの回転の合成によ
り、その中心軸が２点を中心とする半１Ｒ＝４＋４の円
内を範囲として、所定の位置に位置決めされる。
本発明の各回転子は、それ自体がモーターを構成し、電
動直接駆動されるので、極めて高い分解能を有し、】／
１０ミクロン嚇位の微細な動き用していないためパック
ラッシェがなく、高精度の並進位置と回転位置の位置決
めができる口ま次、電動直接駆動によって、高トルクを
得ることができる。
従って、本願発明は、高トルクで高精度の位置決めが要
求される重量物組立産業ロボット、また超微細な動きが
要求される集積回路の配置加工等の位置決め装置等、高
Ｗｔ度の位置決めが要求される分野に好適である。
なお、上記実施例では、偏心軸回転子を内側偏心軸回転
子と外側偏心軸回転子の２個採用した場合について説明
したが、偏心軸回転子は２個に限らず例えば３個を重合
する等多重であれば良い。偏心軸回転子の数を多くする
ことによって、並進位置をより微細に選択することがで
きる。
また、上記実施例では、永久磁石と電機子巻線とで電動
回転駆動機構部を構成したが、前記皿状７ランジの内周
壁に圧電セラミックスを配回転子を回転させる超音波モ
ータを採用しても良い。
さらに、上記実施例では、軸受は玉軸受を採用し念が、
空気軸受を採用しても良い、）また回転位置決め信号発
生器を、パルスエンコーダーに代えて、レゾルバ−を採
用しても良い。そして本発明の位置決め装置は、特にそ
の材質を限定するものではないが、セラミックで構成す
ると、錆や摩耗による微細粉塵の発生を防止できるので
、集積回路の配線加工等高い清浄度が要求される分野の
位置決め製雪に好適である。
以上のように、本発明は、前記実施例に限らず種々の設
計変更が可能であり、またその用途も、前記の用途に限
らず、例えば、出力軸回転子を延長してベルトのプーリ
として利用することによってベルトの引張り位置と回転
の制御が容易に出来る等、種々の用途に適用することが
できる口 発明の効果 本発明は、以上のようだ複合偏心軸回転子と出力軸回転
子の組合せにより、出力軸を３自由度で移動可能となり
、並進位置と回転位置の位置決めを同時に達成すること
ができる。しかも、歯車等を介せずに、電動直接駆動で
あるので、１　ミクロン琳位の微細な動きが可能となり
、高精度の位置決めができると共に、高トルクを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第３図は本発明の電動直接駆動位置決め装置
の実施例を示し、第１図は垂直断面図、第２図は水子断
面図、第３図はその作動説明図であるＯ Ａ：軸受基筒　Ｂ：外側偏心軸回転子 Ｃ：内内側偏心軸回転子Ｄ：出力軸回転子２．１４．２
２：皿状フランジ　５．１８．２４：電機子巻線　８．
１３．２１：円筒内壁ｌＯ：玉軸°受　１２．２０：円
筒外壁　１６．２４．２９：回転子永久磁石　３０．３
１．３２：コントローラ　３３．３４．３５：配線用手
続補正書（自発） 昭和乙２年〃月２日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 ２、発明の名称 複合偏心型回転子による電動 直接駆動位置決め装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 ５、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 明細書第８頁第１３行と第１５行との間に次の文章を挿
入する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）出力軸回転子、少なくとも内側偏心軸回転子と外側
    偏心軸回転子を含む複数個の偏心軸回転子、及び軸受基
    筒からなり、前記各偏心軸回転子は回転子円筒外壁に対
    して偏心した円筒内壁をそれぞれ有し、内側の偏心軸回
    転子が外側の偏心軸回転子の円筒内壁に軸受を介して回
    転自在に順に挿入保持されて多重の偏心軸回転子を構成
    し、前記出力軸回転子は前記内側偏心軸回転子の円筒内
    壁内に、前記外側偏心軸回転子は前記軸受基筒の円筒内
    壁内にそれぞれ軸受を介して回転自在に挿入保持され、
    前記出力軸回転子と前記内側偏心軸回転子間、前記各偏
    心軸回転子間、前記外側偏心軸回転子と軸受基筒間に電
    動回転駆動機構部を構成させ、各偏心軸回転子及び出力
    軸回転子が独立した回転制御できるようにしたことを特
    徴とする複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め
    装置。 ２）前記偏心軸回転子は、内側偏心回転子と外側偏心軸
    回転子からなる特許請求の範囲第１項記載の電動直接駆
    動位置決め装置。 ３）前記電動回転駆動機構部が、永久磁石と電機子巻線
    とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１又は２
    項記載の電動直接駆動位置決め装置。 ４）前記電動回転駆動機構部が、圧電セラミックスを円
    筒内壁に接着した超音波モータからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１又は２項記載の電動直接駆動位置
    決め装置。 ５）前記軸受が玉軸受である特許請求の範囲第１、２、
    ３又は４項記載の電動直接駆動位置決め装置。 ６）前記軸受が空気軸受である特許請求の範囲第１、２
    、３、４又は５項記載の電動直接駆動位置決め装置。
JP61236701A 1986-10-02 1986-10-02 複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置 Expired - Lifetime JPH0625933B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61236701A JPH0625933B2 (ja) 1986-10-02 1986-10-02 複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置
US07/013,523 US4749898A (en) 1986-10-02 1987-02-11 Superprecision positioning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61236701A JPH0625933B2 (ja) 1986-10-02 1986-10-02 複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6392242A true JPS6392242A (ja) 1988-04-22
JPH0625933B2 JPH0625933B2 (ja) 1994-04-06

Family

ID=17004484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61236701A Expired - Lifetime JPH0625933B2 (ja) 1986-10-02 1986-10-02 複合偏心型回転子による電動直接駆動位置決め装置

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US (1) US4749898A (ja)
JP (1) JPH0625933B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003502228A (ja) * 1999-06-21 2003-01-21 コンサーク コーポレイション 容器から液体を精密に注ぐための位置決め装置及び方法
JP2015156801A (ja) * 2012-02-08 2015-08-27 日本精工株式会社 アクチュエータ

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