JP2003139563A - スライド位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スライド軸４に４条のガイド溝６を設け、ガ
イド溝６の部分を除くように磁性マーク８を所定のピッ
チで設ける。１次コイルと２次コイルとを交互に配列
し、磁性マーク８の位置により１次コイルと２次コイル
との磁気結合が変化することを用いて、スライド軸４の
スライド位置を検出する。 【効果】 スライド軸をリニアガイドなどで予圧してガ
イドできるので、スライド軸のスライドが滑らかにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明はスライド軸のスライド位
置を検出するための装置に関し、特にスライド軸を円滑
にガイドできるようにしたスライド位置検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】スライド軸の表面に所定のピッチで磁性マ
ークを設け、検出用のコイルと磁性マークとの磁気結合
を用いて、スライド軸のスライド位置を求める装置が知
られている（例えば特開２００１−７４４０８号）。こ
の装置では、検出用のコイルはスライド軸を挿通する筒
体に設けて、１次コイルと２次コイルの種類のコイルを
設け、１次コイルと２次コイルとの間の磁気結合が磁性
マークの位置で変化することを利用する。なお検出用の
コイルを、１次／２次兼用のコイルとすることも知られ
ている。

【０００３】スライド軸の動作を滑らかにするには、リ
ニアガイドなどでガイドする必要がある。リニアガイド
でガイドするにはガイド溝が必要で、ガイド溝は磁性マ
ークの部分を通過する必要がある。しかし従来例では、
ガイド溝を設けることと磁性マークを設けることとの関
係を十分には検討していない。

【０００４】

【発明の課題】この発明の基本的課題は、スライド軸を
円滑にガイドできるようにすることにある（請求項１〜
４）。請求項２の発明での追加の課題は、スライド軸の
ガイドをより円滑にすることにある。請求項３の発明で
の追加の課題は、スライド軸を用いて小径のチップマウ
ンタなどを構成することにある。請求項４の発明での追
加の課題は、加工が容易で強度があるスライド軸を用
い、かつ磁性マークの検出を容易にし、さらにスライド
軸の磁性マークやガイド溝を保護することにある。

【０００５】

【発明の構成】この発明のスライド位置検出装置は、ス
ライド軸の表面に所定のパターンで、該表面とは磁気的
性質が異なる磁性マークを設け、該磁性マークと対向す
る検出コイルを用いて、スライド軸のスライド位置を検
出するようにした装置において、スライド軸の軸方向に
沿って複数のガイド溝を設けると共に、前記磁性マーク
をガイド溝の部分を除いて設けるようにしたことを特徴
とする（請求項１）。

【０００６】好ましくは、前記ガイド溝を少なくとも３
条以上設け、特に好ましくは４条設ける（請求項２）。

【０００７】また好ましくは、前記スライド軸を中空と
して、その一端側からスライド軸内の雰囲気を吸引する
ことにより、他端側で物品を着脱自在に吸着する（請求
項３）。

【０００８】好ましくは、前記スライド軸を鋼製とする
と共に、前記磁性マークを銅を主成分とする金属膜で構
成して、ガイド溝の部分を除いてスライド軸表面に環状
に設け、かつガイド溝と磁性マークとを覆うように保護
膜を設ける（請求項４）。

【０００９】

【発明の作用と効果】この発明では、ガイド溝を用いて
スライド軸をガイドし、スライド動作を円滑にできる。
そしてガイド溝の部分では磁性マークを設けないので、
リニアガイドのボールなどとの接触で磁性マークが摩耗
することがない（請求項１）。

【００１０】請求項２の発明では、スライド軸を３条以
上のガイド溝でガイドするので、ガイド溝のがたつきを
効果的に防止し、小径で長いスライド軸でも正確にスラ
イドさせることができる。

【００１１】請求項３の発明では、スライド軸自体を用
いて小径のチップマウンタなどを構成できる。

【００１２】請求項４の発明では、加工が容易で剛性の
高い鋼を用いてスライド軸を構成でき、所定のパターン
への成膜が容易でしかも鋼と磁気的性質が著しく異なる
銅を主成分として、膜状の磁性マークを設ける。さらに
スライド溝と磁性マークとを保護膜で保護する。このた
め磁性マークの成膜が容易で、検出感度が高く、しかも
ガイド溝の摩耗や、外部の物品と接触した際などの磁性
マークの損傷を防止できる。

【００１３】

【実施例】図１〜図５に実施例を示す。図１〜図３に、
スライド位置検出装置２のスライド軸４とスライド位置
検出部１０とを示すと、スライド軸４は直径２〜１０mm
程度の鋼製の中空軸で、そのスライド軸４の長手方向
（軸方向）に沿って、例えば４条のガイド溝６が設けて
ある。ガイド溝６は２条でも良いが、図５に示すリニア
ガイドなどでのガイドを容易にするため、特にリニアガ
イド側で転動用のボールに予圧を加えて、がたつかずに
滑らかにスライドさせるため、３条以上が好ましい。ス
ライド溝６の好ましい条数は３〜６で、特に４が好まし
い。

【００１４】スライド軸４の表面には、５〜３０mm程度
の所定のピッチで、環状の磁性マーク８が複数設けてあ
り、磁性マーク８はガイド溝６の部分には設けない。磁
性マーク８は例えば銅メッキ膜からなり、メッキ膜を設
ける部分と設けない部分とを軸方向に沿って前記の所定
のピッチで配列し、スライド軸４の円周方向に沿って環
状に設ける。そして銅メッキ膜の有無により、位置検出
部１０のコイル部１２との磁気結合を変化させて、スラ
イド位置を検出できるようにしてある。また図２，図３
に示すように、スライド軸４の表面は、磁性マーク８上
もガイド溝６内も、保護用の硬質クロムメッキ（膜厚１
〜１００μｍ）からなる保護膜１４で被覆して保護す
る。

【００１５】スライド軸４は充分な剛性を持たせるため
に鋼製とし、磁性マーク８は鋼とは磁気的性質が著しく
異なるように、反磁性の銅やその合金、あるいは非磁性
のアルミニウムやその合金とし、中でも容易に反磁性に
できる銅や銅を主成分とする合金が好ましい。また磁性
マーク８は検出感度を増すため、例えば１０μｍ以上３
００μｍ以下の膜厚が好ましい。さらに不要部を塗料や
樹脂などで覆うと、無電解メッキあるいは電解メッキに
より、銅は所定のパターンに容易に厚く成膜できる。こ
のため磁性マーク８には、銅や銅を主成分とする合金が
好ましい。銅や銅合金は傷つきやすいので保護する必要
があり、またガイド溝６の摩耗を防止するためにも、保
護膜１４を設ける。そして保護膜１４の材質はクロムに
限らず、鋼や銅よりも硬いものであれば良く、メッキ膜
に限らずイオンプレーティングやスパッタリングなどで
設けても良い。

【００１６】スライド軸４の中空部１６は物品の吸着に
用い、スライド軸４の一端側から軸内の空気を吸引し
て、他端側でＩＣなどのチップやその他の電子部品を吸
脱着自在にし、スライド軸４を上下方向に昇降自在に
し、かつ水平方向に移動自在にして、例えば小径のチッ
プマウンタとする。

【００１７】図３に示すように、スライド位置検出部１
０のコイル部１２では、１次コイル１８ａ〜１８ｅと、
２次コイル２０ａ〜２０ｄを交互に配置し、鋼とは磁気
的性質が異なる磁性マーク８により、１次コイル１８ａ
〜１８ｅと２次コイル２０ａ〜２０ｄとの磁気結合の強
弱を変化させて、スライド軸４のスライド位置を検出す
る。このように、磁性マーク８をスライド溝６で分断し
ても、スライド位置を検出できる。

【００１８】図４に検出回路の例を示すと、１次コイル
１８ａ〜１８ｅに例えばＩ0・sinωtの電流を加え、１８
０°位相の異なる２次コイル２０ａ、２０ｃの誘導起電
力の差を差動増幅器２２で増幅して、ａsinθ・sinωｔ
の出力を得る。同様に、１８０°位相の異なる２次コイ
ル２０ｂ、２０ｄの誘導起電力の差を差動増幅器２４で
増幅して、ａcosθ・sinωｔの出力を得る。これらの出
力を公知の信号処理部２６で処理すると、スライド角θ
（磁性マーク８の１ピッチが２πに相当）が得られ、こ
れを積算すると、スライド位置が得られる。実施例では
１次コイルと２次コイルとを組み合わせてコイル部１２
を設けたが、１次／２次兼用のコイル部でも検出でき
る。

【００１９】図５に、スライド位置検出装置を利用した
チップマウンタを示す。スライド位置検出装置はスライ
ド軸４とガイド溝，磁性マーク８，保護膜並びに、位置
検出部〜信号処理部２６からなる。２８はフレームで、
３０は転動するボールなどでガイド溝を利用してガイド
するリニアガイドで、３２は昇降駆動部で、スライド軸
４をほぼ鉛直方向に沿って昇降させる。３４はスライド
軸４の上端に取り付けた吸引パイプで、３６は吸引用の
ポンプである。また３８は水平駆動部で、フレーム２８
や昇降駆動部３２、リニアガイド３０，スライド軸４等
を水平移動させる。

【００２０】位置パターン生成部４０はスライド軸４の
昇降に関する位置パターンの目標値を生成し、信号処理
部２６からのスライド位置と比較部４２で比較し、制御
部４４で昇降駆動部３２や水平駆動部３８を制御し、か
つポンプ３６を制御する。４６はマウント対象のＩＣチ
ップなどを配列したトレーで、水平駆動部３８によりス
ライド軸をトレー４６上の所定位置へ移動させ、昇降駆
動部３２でスライド軸４を下降させて、リニアガイド３
０でガイドして、ポンプ３６で吸引することにより、チ
ップ４８などを吸着する。ここでリニアガイド３０は４
条のガイド溝を用いてガイドできるので、４方から予圧
したボールなどでスライド軸４のがたつきを防止でき、
正確にかつがたつかずにガイドできる。

【００２１】スライド軸４を同様にリニアガイド３０で
ガイドして所定位置まで上昇させ、水平駆動部３８で基
板などのマウント対象５０上の所定位置まで移動させ、
同様にリニアガイド３０でガイドしながら、スライド軸
４を下降させて、所定の位置まで下降すると、ポンプ３
６での吸引を解除してマウントする。この間、求めたス
ライド位置に応じて、昇降駆動部３２，ポンプ３６，水
平駆動部３８を制御し、特に昇降駆動部３２をフィード
バック制御する。

【００２２】実施例では、３条以上特に４条のガイド溝
６を設けたので、リニアガイド３０で予圧したボールに
より４方から締め付けることができ、スライド軸４のが
たつきを防止できる。このため細く長いスライド軸を用
い、リニアガイド３０などからスライド軸４の吸着側ま
での距離を長くでき、省スペースのチップマウンタが得
られる。スライド軸４は鋼製で、加工が容易で剛性が高
く、磁性マーク８は銅やアルミニウムなどを用いるの
で、鋼との磁気的性質が著しく異なり、検出が容易であ
る。そして銅を主成分とするマークを用いると、磁性マ
ーク８のパターンをメッキなどで正確に作成でき、保護
膜１４で被覆すると、ガイド溝の摩耗や磁性マーク８が
外部の物品などに触れた際の損傷を防止できる。

【００２３】なお磁性マークは、スライド軸の材質と磁
気的性質が異なるものであれば良く、特に、スライド軸
の表面に所定のパターンで磁気的性質の変化を生じさせ
るものであれば良い。実施例では、磁性体（鋼）のスラ
イド軸に対して、反磁性（銅）や非磁性（アルミニウ
ム）の磁性マークとしたが、これに限るものではない。
例えば、銅やアルミニウムあるいはそれらの合金や、エ
ンジニアリングプラスチックなどの非磁性や反磁性のス
ライド軸を用い、この表面に磁性体からなる磁性マーク
を設けても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のスライド位置検出装置の主要部を示
す図

【図２】 実施例で用いたスライド軸の直径方向断面図

【図３】 実施例のスライド位置検出装置の要部長手方
向断面図

【図４】 実施例のスライド位置検出装置での信号処理
を示すブロック図

【図５】 実施例のスライド位置検出装置を用いたチッ
プマウンタの構成を模式的に示す図

【符号の説明】

２ スライド位置検出装置 ４ スライド軸 ６ ガイド溝 ８ 磁性マーク １０ スライド位置検出部 １２ コイル部 １４ 保護膜 １６ 中空部 １８ａ〜１８ｅ １次コイル ２０ａ〜２０ｄ ２次コイル ２２，２４ 差動増幅器 ２６ 信号処理部 ２８ フレーム ３０ リニアガイド ３２ 昇降駆動部 ３４ 吸引パイプ ３６ ポンプ ３８ 水平駆動部 ４０ 位置パターン生成部 ４２ 比較部 ４４ 制御部 ４６ トレー ４８ チップ ５０ マウント対象

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スライド軸の表面に所定のパターンで、
   該表面とは磁気的性質が異なる磁性マークを設け、該磁
   性マークと対向する検出コイルを用いて、スライド軸の
   スライド位置を検出するようにした装置において、 スライド軸の軸方向に沿って複数のガイド溝を設けると
   共に、前記磁性マークをガイド溝の部分を除いて設ける
   ようにしたことを特徴とする、スライド位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記ガイド溝を少なくとも３条以上設け
   たことを特徴とする、請求項１のスライド位置検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記スライド軸を中空として、その一端
   側からスライド軸内の雰囲気を吸引することにより、他
   端側で物品を着脱自在に吸着するようにしたことを特徴
   とする、請求項１または２のスライド位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記スライド軸を鋼製とすると共に、前
   記磁性マークを銅を主成分とする金属膜で構成して、ガ
   イド溝の部分を除いてスライド軸表面に環状に設け、か
   つガイド溝と磁性マークとを覆うように保護膜を設けた
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかのスライド
   位置検出装置。