JPH02309046A - Ball screw rotation stopping mechanism - Google Patents

Ball screw rotation stopping mechanism

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JPH02309046A
JPH02309046A JP12858289A JP12858289A JPH02309046A JP H02309046 A JPH02309046 A JP H02309046A JP 12858289 A JP12858289 A JP 12858289A JP 12858289 A JP12858289 A JP 12858289A JP H02309046 A JPH02309046 A JP H02309046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball screw
rotation
sliding
sliding members
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP12858289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Matsumoto
信一 松本
Yoshiji Namiki
南木 美嗣
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.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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 Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Priority to JP12858289A priority Critical patent/JPH02309046A/en
Publication of JPH02309046A publication Critical patent/JPH02309046A/en
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Abstract

PURPOSE:To stop a traveling stage in place accurately by furnishing two press ing plates, which use the slide friction force of sliding members to stop that unstable rotating condition of a ball screw remaining when the driving current to a DC motor is shut off. CONSTITUTION:No.2 pressing plate 62 is installed with a certain gap reserved relative to No.1 pressing plate 61, and sliding members 71, 72 of fluoric resin are affixed to their inner surfaces, and these two places are coupled together resiliently using coil springs 81, 82 and a bolt 9. A slide disc 3 secured to a ball screw is inserted into this gap, and the front and rear surfaces are put in contact with the sliding members 71, 72, wherein the contact pressure is adjusted by the coil springs 81, 82 properly. Stopping the ball screw in rotation can be accomplished by the method wherein its unstable rotation arising when the driving current is shut off is suppressed by the slide friction force due to the contact pressure between the sliding members 71, 72 and slide disc 3.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、移動ステージにおけるボールねじの回転停
止機構に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a rotation stop mechanism for a ball screw in a moving stage.

[従来の技術] 半導体製品の高密度化に伴って、製品を搭載して移動す
るステージの移動は極めて高精度が要求されている。こ
のために移動ステージにはボールねじが用いられている
。第2図によりボールねじ移動ステージ1の構造と動作
を説明する。ボールねじ11の両端は軸受け121,1
22で軸支され、一端に駆動モータ13が結合される。
[Prior Art] As the density of semiconductor products increases, extremely high precision is required for the movement of a stage on which products are mounted and moved. For this purpose, a ball screw is used in the moving stage. The structure and operation of the ball screw moving stage 1 will be explained with reference to FIG. Both ends of the ball screw 11 are equipped with bearings 121,1.
22, and a drive motor 13 is coupled to one end.

ボールねじHには移動部14を嵌合し、これに被移動体
2が固定されたもので、駆動モータの回転により移動体
が移動する。駆動モータとしては、高精度に回転を制御
できるパルスモータが適しているが、高速移動を必要と
する場合などにはDCモータが使用されている。
A movable part 14 is fitted into the ball screw H, and the movable body 2 is fixed to this, and the movable body is moved by rotation of the drive motor. As the drive motor, a pulse motor whose rotation can be controlled with high precision is suitable, but a DC motor is used when high-speed movement is required.

[解決しようとする課題] 上記において、駆動モータとしてDCモータを使用した
場合は、被移動体の移動を円滑とするために、始端と終
端で低速とし中間で高速とするように、駆動電流を台形
としてボールねじの回転速度を制御する方法がとられる
。さらに、回転を停[ヒするとき単に駆動電流を遮断す
るだけでは、ボールねじの慣性により回転力が不安定に
残留するので、遮断時点で駆動電流の極性を交互に変化
して電流値を0に漸近させる方法(±0漸近制御)があ
るが、このような制御方法はやや面倒である。
[Problem to be solved] In the above, when a DC motor is used as the drive motor, the drive current is set so that the speed is low at the start and end and high in the middle, in order to make the moving object move smoothly. A method is used to control the rotational speed of the ball screw as a trapezoid. Furthermore, if the drive current is simply cut off when stopping the rotation, the rotational force will remain unstable due to the inertia of the ball screw. There is a method of asymptotic control (±0 asymptotic control), but such a control method is somewhat troublesome.

また、ブレーキ手段を設けて駆動電流の遮断と同時に動
作させる方法もあるが、ブレーキ手段によっても精度よ
く停止できる保証はない。
There is also a method of providing a brake means and operating it at the same time as the cutting off of the drive current, but there is no guarantee that the brake means can stop accurately.

この発明は、以上に鑑みてなされたもので、DCモータ
駆動によるボールねじの回転停止の際に生ずる不安定な
回転状態を抑止して、移動ステージを所定の位置に精度
よく停止できる、簡易な構造の回転停止機構を提供する
ことを目的とするものである。
This invention has been made in view of the above, and is a simple and simple method that prevents the unstable rotation state that occurs when the rotation of a ball screw driven by a DC motor stops and accurately stops a moving stage at a predetermined position. The purpose of this invention is to provide a mechanism for stopping the rotation of the structure.

[課題を解決するための手段] この発明は、DCモータにより駆動されるボールねじ移
動ステージにおけるボールねじの回転停止機構であって
、ボールねじの先端にスチール製の摺動ディスクを固定
する。また2枚の抑圧板の表面に弗素樹脂製の摺動材を
貼付し、スプリングにより摺動ディスクの表面および裏
面に適当な接触圧により常時接触させて、DCモータの
駆動電流遮断時に残留するボールねじの不安定な回転状
態を、摺動材の摺動摩擦力により停Wするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention is a rotation stop mechanism for a ball screw in a ball screw moving stage driven by a DC motor, in which a steel sliding disk is fixed to the tip of the ball screw. In addition, sliding material made of fluororesin is attached to the surfaces of the two suppression plates, and the springs are used to constantly contact the front and back surfaces of the sliding disks with appropriate contact pressure, so that the balls that remain when the drive current of the DC motor is cut off The unstable rotation of the screw is stopped by the sliding friction force of the sliding material.

[作用コ 上記の回転停止機構においては、制動材に代って、弗素
樹脂製の摺動材を使用することがポイントである。この
摺動材の性質は、一般に静および動摩擦係数とも荷重と
ともに減少するもので、接触圧が高くなるほど摩擦係数
が小さくなる。そこで上記の回転停止機構においては、
スプリングによる適当な接触圧により摺動材を摺動ディ
スクに常時接触させ、ボールねじの回転に対する摩擦の
mWを可及的に小さくする。これにより、駆動状態のボ
ールねじの回転は円滑に行われる。回転を停止するとき
は、DCモータの駆動電流が前記した台形に従ってボー
ルねじは低速回転から、電流遮断時には小さい回転力の
慣性回転に移行し、摺動材の摺動摩擦力に比較して慣性
回転力が小さくなった時点で回転が停止され、不安定な
回転状態が抑11−されて移動ステージは所定の位置に
停止l:、する。ここで、摺動摩擦力は抑圧板に対する
スプリングの強度を調整して適切に設定する。なお、こ
の場合は前記した駆動電流の±0漸近制御は必ずしも必
要としないものである。
[Operation] In the above-mentioned rotation stop mechanism, the key point is to use a fluororesin sliding member in place of the braking member. The properties of this sliding material are such that both static and dynamic friction coefficients generally decrease with load, and the higher the contact pressure, the smaller the friction coefficient becomes. Therefore, in the above rotation stop mechanism,
The sliding member is kept in constant contact with the sliding disk by an appropriate contact pressure by a spring, and the mW of friction against the rotation of the ball screw is made as small as possible. Thereby, the rotation of the ball screw in the driven state is performed smoothly. When stopping rotation, the ball screw shifts from low-speed rotation according to the above-mentioned trapezoid with the drive current of the DC motor, but when the current is cut off, the ball screw shifts to inertial rotation with a small rotational force, and the inertial rotation is smaller than the sliding friction force of the sliding material. When the force becomes small, the rotation is stopped, the unstable rotation state is suppressed, and the moving stage is stopped at a predetermined position. Here, the sliding friction force is appropriately set by adjusting the strength of the spring relative to the suppression plate. Note that in this case, the above-described ±0 asymptotic control of the drive current is not necessarily required.

[実施例コ 第1図(a)、(b)、(c) 、(d)は、この発明
によるボールねじ回転停止機構の実施例における構造を
示す。図(a)はボールねじHの軸方向の中心断面図、
図(b)は軸に直角方向の正面図、図(c)は一部詳細
図、図(d)は斜視外観図である。各図において、前記
した第2図の移動ステージ1に対するボールねじIIは
軸受け!2により軸支され、その先端にスチール製の摺
動ディスク3を固定する。軸受け12を固定する固定具
4に2枚の板ばね51.52の一端をそれぞれ固定し、
それぞれの他端に図示の形状の第1押圧板81を取り付
けて、これがボールねじ11の軸方向の動揺に対して応
動できるようにする。
[Embodiment] Figures 1 (a), (b), (c) and (d) show the structure of an embodiment of the ball screw rotation stop mechanism according to the present invention. Figure (a) is a central sectional view of the ball screw H in the axial direction.
Figure (b) is a front view in a direction perpendicular to the axis, figure (c) is a partially detailed view, and figure (d) is a perspective external view. In each figure, the ball screw II for the moving stage 1 in FIG. 2 is a bearing! 2, and a steel sliding disk 3 is fixed to its tip. One end of each of the two leaf springs 51 and 52 is fixed to the fixture 4 that fixes the bearing 12,
A first pressing plate 81 having the shape shown is attached to each other end so that it can respond to the axial movement of the ball screw 11.

第1の押圧板61に対して一定のギャップで第2の押圧
板82を設け、それぞれの内側の表面に弗素樹脂製の摺
動材71.72を貼付し、これらの2yA所をコイルス
プリング81.82とボルト91.92により弾性結合
する。摺動ディスク3はそのギャップに挿入されて、表
面と裏面が摺動材71.72に接触し、接触圧は、コイ
ルスプリング81.82  (図テi;!、ソの1つを
コイルスプリング8で代表して示している。)により適
切に調整される。ボールねじ11の回転を停止1−する
ときは、前記したところにより、摺動材71.72と摺
動ディスク3の接触圧にょる摺動摩擦力により、駆動電
流の遮断時におけるボールねじの不安定回転が抑止され
て停止する。
A second pressing plate 82 is provided with a constant gap with respect to the first pressing plate 61, and sliding materials 71 and 72 made of fluororesin are pasted on the inner surfaces of each, and coil springs 81 are attached to these 2yA points. .82 and are elastically connected by bolts 91 and 92. The sliding disc 3 is inserted into the gap, and the front and back surfaces contact the sliding material 71.72, and the contact pressure is applied to the coil spring 81.82 (Fig. (representatively shown). When the rotation of the ball screw 11 is stopped 1-, as described above, the sliding friction force caused by the contact pressure between the sliding members 71 and 72 and the sliding disk 3 prevents the ball screw from becoming unstable when the drive current is cut off. Rotation is inhibited and stops.

[発明の効果コ 以上の説明により明らかなように、この発明によるボー
ルねじの回転停止[−機構においては、摺動材の摺動摩
擦力が、駆動電流が遮断された後に残留する慣性などの
不安定な回転力より大きくなった時点で回転が停[ヒさ
れる簡易な機構であって、従来のような駆動モータに対
する駆動電流の±0漸近制御、またはブレーキ手段を用
いることな(、ボールねじの回転を精度よく停止!・、
できるもので、ボールねじによる移動ステージの高精度
の位置制御に寄与する効果には大きいものがある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, the rotation of the ball screw according to the present invention is stopped. It is a simple mechanism that stops rotation when the rotational force becomes larger than a stable rotational force, and does not require ±0 asymptotic control of the drive current for the drive motor as in the past, or a brake means (such as a ball screw). Accurately stops the rotation of!・,
However, the effect of contributing to highly accurate position control of the moving stage using a ball screw is significant.

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

第1図<a)、(b)、(c)および(d)は、この発
明によるボールねじの回転節[ヒ機横の実施例における
構造図、第2図はボールねじによる移動ステージの構造
を示す断面図である。 1・・・ボールねじによる移動ステージ、11・・・ボ
ールねし、12・・・軸受け、13・・・駆動モータ、
   14・・・移動部、2・・・被移動体、    
 3・・・摺動ディスク、4・・・固定具、     
5・・・仮ばね、61・・・第1抑圧板、   62・
・・第2押圧板、71.72・・・摺動材、8,81.
82・・・コイルスプリング、9.91.92・・・ボ
ルト。
Figures 1 (a), (b), (c) and (d) are structural diagrams of rotating nodes of the ball screw according to the present invention [Fig. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Movement stage by ball screw, 11... Ball screw, 12... Bearing, 13... Drive motor,
14... Moving unit, 2... Moving object,
3...Sliding disk, 4...Fixing tool,
5... Temporary spring, 61... First suppression plate, 62.
...Second pressing plate, 71.72...Sliding material, 8,81.
82...Coil spring, 9.91.92...Bolt.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] DCモータにより駆動されるボールねじ移動ステージに
おいて、該ボールねじの先端に固定されたスチール製の
摺動ディスクと、表面に弗素樹脂製の摺動材が貼付され
、該貼付された摺動材がスプリングにより該摺動ディス
クの表面および裏面に適当な接触圧で常時接触し、上記
DCモータの駆動電流遮断時に残留する上記ボールねじ
の不安定な回転状態を、上記摺動材の摺動摩擦力により
停止する2枚の押圧板とを設けたことを特徴とする、ボ
ールねじの回転停止機構。
In a ball screw moving stage driven by a DC motor, a steel sliding disk is fixed to the tip of the ball screw, and a fluororesin sliding material is pasted on the surface, and the pasted sliding material is The spring constantly contacts the front and back surfaces of the sliding disk with an appropriate contact pressure, and the sliding friction force of the sliding material prevents the unstable rotation of the ball screw that remains when the drive current of the DC motor is cut off. A rotation stop mechanism for a ball screw, characterized in that it is provided with two pressing plates that stop the rotation.
JP12858289A 1989-05-22 1989-05-22 Ball screw rotation stopping mechanism Pending JPH02309046A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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