JP2586705Y2 - ボールねじ軸装置 - Google Patents

ボールねじ軸装置

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JP2586705Y2
JP2586705Y2 JP1991040487U JP4048791U JP2586705Y2 JP 2586705 Y2 JP2586705 Y2 JP 2586705Y2 JP 1991040487 U JP1991040487 U JP 1991040487U JP 4048791 U JP4048791 U JP 4048791U JP 2586705 Y2 JP2586705 Y2 JP 2586705Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この考案は、ボールねじ軸装置に
関し、詳しくは、直線移動する作動部材の原点出しを高
精度に行なえるようにした構造に関するものである。 【0002】 【従来の技術】半導体、液晶等の欠陥を検査するスクリ
ーン印刷機のアライメントテーブルや、FA機器、OA
機器などの駆動部には、従来より、小型・軽量で高精度
な位置決めが行なえるボールねじ軸装置が多く用いられ
ている。 【0003】このようなボールねじ軸装置に対して、エ
ンコーダ等の位置制御器を使用せずに移動部材の移動量
制限と原点出しを行なえるようにしたものを、本出願人
が特願平1−7036号により提案している。 【0004】この装置は、図7に示すように、外筒40
の内部に、互いに係合するボールねじ軸41とボールナ
ット42を収納し、ボールナット42を駆動部43によ
り回転させてボールねじ軸41を直線移動させる構造に
おいて、ボールねじ軸41に金属板等の検出子44を取
付け、それに対向して外筒40に、検出子44の接近を
検出する3個のリミットセンサ45、46、47を設け
ている。 【0005】このリミットセンサのうち、両端部の45
と47は前進端と後退端のリミットセンサ、中央の46
は原点用のリミットセンサとなるもので、その各々の検
出信号によりボールねじ軸の移動限界と原点位置を決め
るようにしている。 【0006】 【考案が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なリミットセンサ45、46、47は、検出子44が所
定の距離に接近したときにそれを検出して信号を出すも
のであるため、図6の(ハ)に示すように、検出される
範囲に一定の幅が生じ、ボールねじ軸41を原点まで移
動させた場合、その移動方向の違いによって原点の検出
位置が一定の誤差をもつ特性がある。即ち、原点のリミ
ットセンサ46から得られるリミット信号は、原点に接
近した信号(原点接近信号)というにすぎず、正確に原
点を示す信号とはいえない。 【0007】したがって、ボールねじ軸の作業開始位置
を正確に一致させることができず、ねじ軸の移動や位置
決め精度にばらつきが生じる不具合がある。 【0008】そこで、この考案は、上記の問題に鑑み、
作動部材の原点に対する移動方向に関係なく、原点への
位置決めを正確に行なうことができるボールねじ軸装置
を提供することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この考案は、互いに係合するボールねじ軸とボール
ナットの一方を静止回転部材、他方を直線作動部材と定
め、上記静止回転部材に駆動部により回転力を与え、上
記直線作動部材に検出子を取付け、その検出子の接近を
検出して上記直線作動部材の移動限界信号原点接近信
号とを出力するリミットセンサを所要の固定部材に設け
たボールねじ軸装置において、 上記静止回転部材に半径
方向のスリット孔を有する回転板を連結し、その回転板
のスリット孔を検出するフォトセンサを上記の固定部材
に設け、上記フォトセンサの位置を、該フォトセンサに
よる検出信号のうちの1つの検出信号が上記直線作動部
材の原点位置と一致するように設定し、前記リミットセ
ンサによる原点接近信号がオンとなったのち、上記フォ
トセンサによる最初のスリット孔検出信号がオンとなっ
た時点をもって上記直線作動部材の原点位置とすること
を特徴とする構造としたものである。 【0010】なお、上記の固定部材としては、ボールね
じ軸やボールナットに対して常に固定状態にある部材が
使用され、ねじ軸装置の外筒や、装置から独立した外部
部材が利用できる。 【0011】 【作用】上記の構造では、駆動部に連結した静止回転
材と共に回転板が1回転すると、フォトセンサは少なく
とも1回以上スリット孔を検出し、検出信号を出力
る。原点用リミットセンサが検出子を検出して原点接近
信号が出力されたのち、最初のスリット孔検出信号が入
力された時点で直線作動部材を止めることにより、正確
な原点出しが行なえる。 【0012】 【実施例】図1乃至図5は、実施例のボールねじ軸装置
を示している。図1及び図2に示すように、このボール
ねじ軸装置1は、回転力を発生する駆動部3と、その回
転力を直線運動に変えて接続シャフト4に伝達する伝達
機構部2とから構成される。 【0013】伝達機構部2は、外筒5の内部に、駆動部
3とカップリング6を介して連結するボールナット7を
回転自在に支持し、そのナット7と接続シャフト4と
を、ボールねじ軸8で連結して成っている。即ち、この
場合はボールナット7が静止回転部材、ボールねじ軸8
が直線作動部材となる。 【0014】接続シャフト4は、ボールねじ軸装置と外
部部材とを接続するためのもので、外筒5の先端部のス
ライド軸受9を介して、移動可能に取付けられている。 【0015】上記ボールねじ軸8に設けたフランジ部1
0には、図1、図3及び図4に示すように、回り止めピ
ン11が取付けられ、そのピン11にねじ軸8の回り止
め機構を果たす2つの偏心リング12、13が設けられ
ている。この偏心リング12、13は、それぞれ軸受1
4、15が嵌合し、その軸受14、15の周面が外筒5
に設けた予圧ブロック16と転走ブロック17にころが
り接触している。上記予圧ブロック16は、弾性バネ1
8、19によって固定の転走ブロック17に向かって付
勢されており、この両ブロック16、17による案内に
よって、ボールねじ軸8は回転が阻止され、軸心方向に
直線運動するよう案内される。 【0016】また、上記ボールねじ軸8のフランジ部1
0には、金属板等から成る検出子20が取付けられ、外
筒5の内側に、その検出子20に対向して3個のリミッ
トセンサ21、22、23が設けられている。 【0017】このリミットセンサは、ボールねじ軸8の
移動方向に沿って配置され、21が前進端用リミットセ
ンサ、22が原点用リミットセンサ、23が後退端用リ
ミットセンサとなるもので、それぞれ検出子20が所定
の距離まで接近すると、それを検出し、図6の(イ)
(ロ)に示すようなリミット信号を駆動部3の制御回路
に出力する。 【0018】一方、図1に示すように、ボールねじ軸8
と駆動部3を連結するカップリング6には、回転板24
が取付けられている。この回転板24は、ナット7と一
体で共回りするようにカップリング6に固定され、その
端面に、図5に示すように幅が1mm程度の半径方向に延
びるスリット孔25が形成されている。 【0019】また、外筒5には、上記検出板24の両側
に光を照射するフォトセンサ26が取付けられ、このフ
ォトセンサ26は、検出板24が回転してスリット孔2
5がセンサの光を横切るごとに、図6の(ニ)に示すよ
うなパルス信号を、駆動部3の制御回路に出力する。こ
のフォトセンサ26は、上記の回転板24に対して、フ
ォトセンサ26によるスリット孔25の検出位置と、ボ
ールねじ軸8の幾何学的な原点位置とが正確に一致する
ように高精度に位置決めして取付けられている。 【0020】上記駆動部3には、ナット7に回転力を与
えるモータが用いられ、例えばステッピングモータやサ
ーボモータにリニアスケール等を組合せたものが利用さ
れる。 【0021】なお、この実施例では、ボールねじ軸装置
1を、アライメント調整用の移動テーブルに連結した構
造を示している。すなわち、外筒5を移動テーブル27
の固定ベース28に固定した支持板29に取付け、接続
シャフト4の先端を、スライドと回動の動きを許容する
継手30を介して、ベース28上をボール31を介して
移動可能に設けたステージ32に連結しており、接続シ
ャフト4を直線移動させることにより、ステージ32に
直線方向の動きと回動の動きを与えるようになってい
る。 【0022】上記のような構成で成る実施例のボールね
じ軸装置1においては、駆動部3によりナット7を回転
させると、ボールねじ軸8が予圧ブロック16及び転走
ブロック17により回転が阻止され、軸心方向に直線運
動する。この場合、ボールねじ軸8の移動ストロークの
前後方向の限界位置は、リミットセンサ21、23のリ
ミット信号によって決められる。 【0023】一方、上記の構造では、ボールねじ軸8の
位置を検出する手段をもたないため、運転の開始時や、
運転途中で不意に停電等が生じた場合、ボールねじ軸8
がどの位置に停止しているのか不明な状態になる。 【0024】この場合、ねじ軸8を原点に戻した後、運
転を再開する必要があるが、ねじ軸を原点と異なる方向
に移動させて、前後端のどちらかのリミットセンサを作
動させると、駆動部3が停止し、自動運転をストップさ
せる不具合がある。 【0025】このため、次のような方法で原点出しを行
なう。先ず、ボールねじ軸8を自動又は手動によって前
進端又は後退端のいずれか一方のリミットセンサ21、
23が作動するまで移動させ、図6の(イ)又は(ロ)
に示すような移動限界信号としてのリミット信号が出た
後、次に駆動部3に逆方向への動きの指令を与えて、原
点用センサ22が原点センサ進入点に達して作動するま
でボールねじ軸8を移動させる。同図(ハ)、(ニ)に
示すように、原点用センサ22の作動により、原点接近
信号Bが出力された後、最初にフォトセンサ26から
リット孔検出に基づくパルス信号が出力された時点で
ねじ軸8を停止させるこのフォトセンサ26の検出位
置は、予め正確に原点位置Aに一致させてあるため、ボ
ールねじ軸8は高い精度で確実に原点に位置決めされる
ことになる。 【0026】なお、上記の作用は、ボールねじ軸の反対
方向からの原点への移動、すなわち図6の(ハ)におい
て、右側からの移動に対しても同様に行なうことができ
る。 【0027】また、上記の実施例では、ナットを静止回
転部材とし、ボールねじ軸を直線作動部材とする構造と
したが、ボールねじ軸を駆動部に連結して静止回転部材
とし、ナットを直線作動部材とする構造としても、全く
同様にこの考案を実施することができる。 【0028】 【効果】以上のように、この考案は、直線作動部材の移
動ストロークの限界位置と原点を決めるリミットセンサ
の検出誤差を、静止回転部材に連結した回転板の半径方
向のスリット孔を検出するフォトセンサの検出信号で補
正するようにしたので、原点に対する移動方向に関係な
く正確な原点出しを行なうことができ、常に高精度な移
動と位置決めが実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】実施例のボールねじ軸装置を示す横断平面図 【図2】同上の側面図 【図3】図1のIII −III 線に沿った断面図 【図4】図3のIV−IV線に沿った断面図 【図5】aは回転板の正面図、bはその縦断側面図 【図6】各センサの検出信号を示す図 【図7】従来例を示す横断平面図 【符号の説明】 1 ボールねじ軸側面図 3 駆動部 5 外筒 6 カップリング 7 ボールナット 8 ボールねじ軸 20 検出子 21、22、23 リミットセンサ 24 回転板 25 スリット孔 26 フォトセンサ

Claims (1)

  1. (57)【実用新案登録請求の範囲】互いに 係合するボールねじ軸とボールナットの一方を静
    止回転部材、他方を直線作動部材と定め、上記静止回転
    部材に駆動部により回転力を与え、上記直線作動部材
    検出子を取付け、その検出子の接近を検出して上記直線
    作動部材の移動限界信号原点接近信号とを出力する
    ミットセンサを所要の固定部材に設けたボールねじ軸装
    置において、上記静止回転部材に半径方向 のスリット孔を有する回転
    板を連結し、その回転板のスリット孔を検出するフォト
    センサを上記の固定部材に設け、上記フォトセンサの位
    置を、該フォトセンサによる検出信号のうちの1つの検
    出信号が上記直線作動部材の原点位置と一致するように
    設定し、前記リミットセンサによる原点接近信号がオン
    となったのち、上記フォトセンサによる最初のスリット
    孔検出信号がオンとなった時点をもって上記直線作動部
    材の原点位置とすることを特徴とするボールねじ軸装
    置。
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JP2002341076A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Nippon Thompson Co Ltd 角度調整テーブル装置

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