JPH02228520A - Rotary encoder - Google Patents

Rotary encoder

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Publication number
JPH02228520A
JPH02228520A JP1049648A JP4964889A JPH02228520A JP H02228520 A JPH02228520 A JP H02228520A JP 1049648 A JP1049648 A JP 1049648A JP 4964889 A JP4964889 A JP 4964889A JP H02228520 A JPH02228520 A JP H02228520A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow shaft
ball screw
bearings
rotary encoder
scale
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1049648A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motomasa Imai
基勝 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP1049648A priority Critical patent/JPH02228520A/en
Publication of JPH02228520A publication Critical patent/JPH02228520A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable highly accurate measurement without transmission errors at a low cost by fitting a hollow shaft into a ball screw to integrate. CONSTITUTION:Bearings 3a and 3b are fitted into the outside of a hollow shaft 2. The bearings 3a and 3b are pinched between a frange part of the hollow shaft 2 and a spacer tightened with a nut screwed down on a thread part of the hollow shaft 2 to be blocked from moving along the axis of the shaft 2. An encoder body metal 1 is provided outside the bearings 3a and 3b and the bearings 3a and 3b are also fitted into the inner circumference thereof. A ball screw is guided stably with a support unit made up of the hollow shaft 2, the bearings 3a and 3b and the metal 1. Moreover, a rotation value of the ball screw can be read accurately with a magnetic scale 4 and a magnetic sensor 5 thereby enabling the monitoring of a position of a stage exactly.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は回転角度を電気信号として得るロータリーエン
コーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rotary encoder that obtains a rotation angle as an electrical signal.

(従来の技術) 従来、ボールネジを利用してステージ等の位置制御を行
う装置がある。
(Prior Art) Conventionally, there is a device that uses a ball screw to control the position of a stage or the like.

このものは、ボールネジをそのがたつきを防止しつつ回
転自在に支持するために、軸受を有するサポートユニッ
トによってボールネジの一端近傍を支持すると共に、他
端近傍を軸受によって支え板に支持せしめる。
In this device, in order to rotatably support the ball screw while preventing it from wobbling, the vicinity of one end of the ball screw is supported by a support unit having a bearing, and the vicinity of the other end is supported by a support plate using a bearing.

そして、ボールネジの一端にカップリングを介してモー
タを結合し、ボールネジの他端にはカップリングを介し
てロータリーエンコーダを取付け、ボールネジの回転に
応じたロータリーエンコーダの出力信号でステージの位
置制御を行うものである。
Then, a motor is connected to one end of the ball screw via a coupling, a rotary encoder is attached to the other end of the ball screw via a coupling, and the stage position is controlled by the output signal of the rotary encoder according to the rotation of the ball screw. It is something.

(発明が解決しようとする諜B) 上記の如き従来の技術においては、ボールネジとロータ
リーエンコーダを継ぐためにカップリングを使用するの
で、カップリングに伝達誤差が生じる場合がある。
(Intelligence B to be Solved by the Invention) In the conventional technology as described above, a coupling is used to connect the ball screw and the rotary encoder, so a transmission error may occur in the coupling.

また、ボールネジをサポートする軸受とロータリーエン
コーダをサポートする軸受とを別物としているため、二
つの軸受を必要とするため、部材が増え、高コストにな
るという問題点があった。
Furthermore, since the bearing that supports the ball screw and the bearing that supports the rotary encoder are separate, two bearings are required, which increases the number of parts and increases costs.

本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもので
、ボールネジの回転量を正確に計測し、かつ低コストに
装置を製作できるロータリーエンコーダを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of these conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a rotary encoder that can accurately measure the amount of rotation of a ball screw and that can be manufactured at low cost.

(課題を解決するための手段) 上記課題の解決のために、本発明では、ボールネジの外
周に嵌合する中空軸(2)と、前記中空軸(2)の外側
に設けられた本体金物(1)と、前記中空軸(2)と前
記本体金物(1)との間に設けられた軸受(3a、3b
)によって、ボールネジを支えるサポートユニットを形
成し、前記中空軸(2)に目盛部材(4)を設ける一方
、前記本体金物(1)に前記目盛部材(4)の目盛を読
み取る検出器(5)を設けてなることを特徴とするロー
タリーエンコーダ、によって上記課題を解決している。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention includes a hollow shaft (2) that fits on the outer periphery of a ball screw, and a main body metal fitting (2) provided on the outside of the hollow shaft (2). 1), and bearings (3a, 3b) provided between the hollow shaft (2) and the main body hardware (1).
) to form a support unit that supports the ball screw, and a scale member (4) is provided on the hollow shaft (2), and a detector (5) for reading the scale of the scale member (4) on the main body hardware (1). The above problem is solved by a rotary encoder characterized in that it is provided with a rotary encoder.

(作用) 本発明においては、ロータリーエンコーダの中空軸をボ
ールネジに嵌合して一体としているので、中空軸と本体
金物と軸受とがボールネジのサポートユニットとしても
機能しており、従来のように二つの軸受を設ける必要が
なくなる。従って、低コストで装置が構成できる。
(Function) In the present invention, since the hollow shaft of the rotary encoder is fitted into the ball screw and integrated, the hollow shaft, main body metal fittings, and bearing also function as a support unit for the ball screw. There is no need to provide two bearings. Therefore, the device can be constructed at low cost.

また、ボールネジとロータリーエンコーダとを連結する
カップリングも不要になり、ボールネジとロータリーエ
ンコーダとが一体となっているため、伝達誤差のない高
精度な計測ができる。
Furthermore, there is no need for a coupling that connects the ball screw and rotary encoder, and since the ball screw and rotary encoder are integrated, highly accurate measurement without transmission errors is possible.

(実施例) 以下、図面に示した実施例に基づいて、本発明を説明す
る。
(Example) The present invention will be described below based on the example shown in the drawings.

第1図は、本発明のロータリーエンコーダの一実施例の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the rotary encoder of the present invention.

不図示のボールネジの外周に嵌合する中空軸2の外側に
は、軸受3a、3bが嵌合しており、この軸受3a、3
bは、中空軸2のどて部2aと中空軸2のネジ部に螺合
するナツト8により締めつけられるスペーサ9と、の間
に挟みこまれて中空軸2の軸方向への移動を阻止される
。軸受3a、3bの外側には、エンコーダ本体金物1が
設けられ、軸受3a、3bはその内周にも嵌合している
Bearings 3a, 3b are fitted on the outside of the hollow shaft 2, which fits on the outer periphery of a ball screw (not shown).
b is sandwiched between the end portion 2a of the hollow shaft 2 and a spacer 9 tightened by a nut 8 screwed into the threaded portion of the hollow shaft 2, thereby preventing the hollow shaft 2 from moving in the axial direction. . The encoder body hardware 1 is provided on the outside of the bearings 3a, 3b, and the bearings 3a, 3b are also fitted on the inner periphery thereof.

すなわち、軸受3a、3bは本体金物1と中空軸2との
間に設けられる。
That is, the bearings 3a and 3b are provided between the main hardware 1 and the hollow shaft 2.

軸受3a、3bの両側には、油、水等が軸受3a、3b
の内部に進入しないように、リング校のゴム製シールが
設けられている。
Oil, water, etc. are on both sides of the bearings 3a, 3b.
A ring rubber seal is provided to prevent entry into the interior of the ring.

ナツト8の外周には磁気目盛を周方向に形成した磁気ス
ケール4が固設されており、エンコーダ本体金物lには
、磁気スケール4の目盛面に対向して目盛を読み取る磁
気センサ5が固設されている。
A magnetic scale 4 with magnetic graduations formed in the circumferential direction is fixed on the outer periphery of the nut 8, and a magnetic sensor 5 for reading the scale is fixed on the hardware l of the encoder body, facing the scale surface of the magnetic scale 4. has been done.

なお、エンコーダ本体金物lは中央部にボールネジの貫
通する穴が開けられた電気基板6が固定されている。
In addition, an electric board 6 is fixed to the center of the encoder main body hardware l, which has a hole through which a ball screw passes.

また、符号7は磁気目盛等を保護するためのカバーであ
る。
Further, reference numeral 7 is a cover for protecting the magnetic scale and the like.

サラに、エンコーダ本体金物1には、エンコーダを取り
付けるための取り付は穴1a、lb等が形成されている
。。
Generally speaking, the encoder body hardware 1 has holes 1a, lb, etc. for mounting the encoder. .

第2図は第1図のロータリーエンコーダをボールネジに
取り付けた使用状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the rotary encoder of FIG. 1 is attached to a ball screw.

ロータリーエンコーダ20は、ベース21に固定した支
え板22に、取り付は穴ta、lbによって固定される
。ボールネジ23の一端は、ベースに固定した支え板2
4に軸受25によって保持されると共に、そのつば部2
3aとネジ部23bに螺合するナツト26との間に中空
軸2が挟み込まれている。すなわち、ロータリーエンコ
ーダ20の本体金物l、軸受3a、3b、中空軸2はボ
ールネジ23のサポートユニットとして機能している。
The rotary encoder 20 is fixed to a support plate 22 fixed to a base 21 through holes ta and lb. One end of the ball screw 23 is connected to the support plate 2 fixed to the base.
4 by a bearing 25, and the collar 2
The hollow shaft 2 is sandwiched between the nut 26 and the nut 26 which is screwed into the threaded portion 23b. That is, the main body hardware l, the bearings 3a, 3b, and the hollow shaft 2 of the rotary encoder 20 function as a support unit for the ball screw 23.

ボールネジ23の軸受25側の一端とつば部23a七の
間は、ネジ部23c七なっており、そこにはステージ2
6が螺合している。ロータリーエンコーダ20の中空軸
2を突き抜けたボールネジ23の他端は、カップリング
27を介してモータ28の回転軸28aに結合している
。モータ28は、ベース21上の支え板29に保持され
ており、不図示の制御装置により、ロータリーエンコー
ダ20からの信号に基づいて制御される。
Between one end of the ball screw 23 on the bearing 25 side and the collar portion 23a, there is a threaded portion 23c.
6 are screwed together. The other end of the ball screw 23 that penetrated through the hollow shaft 2 of the rotary encoder 20 is coupled to a rotating shaft 28a of a motor 28 via a coupling 27. The motor 28 is held by a support plate 29 on the base 21, and is controlled by a control device (not shown) based on signals from the rotary encoder 20.

このような構成であるから、ボールネジ23は、中空軸
2、軸受3 a % 3 b、本体金物1とで構成され
るサポートユニットによって、安定に案内され、かつポ
ールネジ23の回転量は磁気スケール4と磁気センサ5
とにより、確実に読み取れるので、ステージ26の位置
を正確にモニターすることができる。
With such a configuration, the ball screw 23 is stably guided by the support unit composed of the hollow shaft 2, the bearing 3a, the bearing 3b, and the main body hardware 1, and the amount of rotation of the pole screw 23 is controlled by the magnetic scale 4. and magnetic sensor 5
Since the position of the stage 26 can be reliably read, the position of the stage 26 can be accurately monitored.

なお、以上の説明はボールネジ23を回転するために、
ポールネジ23の他端をカップリング27を介してモー
タ28の回転軸28aに連結したが、ポールネジ23を
ベルトなどによってモータ28の回転軸に連結してもよ
いことは勿論である。
In addition, in the above explanation, in order to rotate the ball screw 23,
Although the other end of the pole screw 23 is connected to the rotation shaft 28a of the motor 28 via the coupling 27, it goes without saying that the pole screw 23 may be connected to the rotation shaft of the motor 28 by a belt or the like.

この場合には、ベルトのすべり誤差や歯車のバンクラッ
シュ等の誤差がロータリーエンコーダに影響を与えない
ため、小型モータで大きなステージを駆動させても充分
高精度な制御ができるという利点もある。
In this case, since errors such as belt slippage errors and gear bank lashes do not affect the rotary encoder, there is also the advantage that sufficiently high precision control can be achieved even when a large stage is driven by a small motor.

また、回転量の検出は、磁気的に行わずとも、例えば光
電的に行う等値の公知の手法に置き換えることができる
Further, the detection of the amount of rotation does not have to be performed magnetically, but can be replaced with an equivalent known method that is performed photoelectrically, for example.

さらに、以上の説明では円筒の外周に目盛を形成したが
、円板の表面に目盛を形成するようになしても構わない
Further, in the above description, the scale is formed on the outer periphery of the cylinder, but the scale may be formed on the surface of the disk.

(発明の効果) 以上のように本発明のロータリーエンコーダは、ボール
ネジのサポートを行う機能を存するから、高精度で低コ
ストな制御装置を形成できるばかりでなく、省スペース
化も計れる。
(Effects of the Invention) As described above, since the rotary encoder of the present invention has the function of supporting the ball screw, it is possible not only to form a highly accurate and low-cost control device, but also to save space.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明のロータリーエンコーダの一実施例の
断面図であり、第2図は第1図のロータリーエンコーダ
をボールネジに取り付けた使用状態を示す断面図である
。 1・・・・・・エンコーダ本体金物、 2・・・・・・中空軸、 3a、3b・・・・・・軸受、 4・・・・・・磁気スケール、 5・・・・・・磁気センサ、 20・・・・・・ロータリーエンコーダ。
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the rotary encoder of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotary encoder of FIG. 1 in use when attached to a ball screw. 1...Encoder body hardware, 2...Hollow shaft, 3a, 3b...Bearings, 4...Magnetic scale, 5...Magnetism Sensor, 20...Rotary encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ボールネジの外周に嵌合する中空軸と、前記中空軸の外
側に設けられた本体金物と、前記中空軸と前記本体金物
との間に設けられた軸受とによって、ボールネジを支え
るサポートユニットを形成し、前記中空軸に目盛部材を
設ける一方、前記本体金物に前記目盛部材の目盛を読み
取る検出器を設けてなることを特徴とするロータリーエ
ンコーダ。
A support unit that supports the ball screw is formed by a hollow shaft that fits around the outer periphery of the ball screw, a main body metal fitting provided on the outside of the hollow shaft, and a bearing provided between the hollow shaft and the main body metal fitting. A rotary encoder, characterized in that a scale member is provided on the hollow shaft, and a detector for reading the scale of the scale member is provided on the metal body.
JP1049648A 1989-03-01 1989-03-01 Rotary encoder Pending JPH02228520A (en)

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JP1049648A JPH02228520A (en) 1989-03-01 1989-03-01 Rotary encoder

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