JPH04133053U - ボールねじ軸装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リミットセンサで作動部材の移動限界と原点
を決めるボールねじ軸装置において、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えるようにする。 【構成】 ボールナット７に駆動部３を連結し、そのナ
ット７に係合したボールねじ軸８に検出子２０を取付
け、検出子２０に対向して複数のリミットセンサ２１、
２２、２３を設ける。駆動部３のカップリング６にスリ
ット孔を有する回転板２４を取付け、そのスリット孔を
検出するフォトセンサ２６を設ける。ボールねじ軸８を
リミットセンサ２２によって原点近傍に位置決めした
後、フォトセンサ２６でナット７の回転量を検出し、ボ
ールねじ軸を原点に位置決めする。

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。

【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、係合するボールねじ軸とボールナッ トの一方に、駆動部により回転力を与えると共に、他方に検出子を取付け、その 検出子の接近を検出して上記他方の部材の移動限界位置と原点位置を決めるリミ ットセンサを設け、駆動部が連結する一方の部材には、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固定部材に設け た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、駆動部に連結する部材と共に回転板が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する。このため、フォトセンサに よるスリット孔の検出位置を原点に正確に合わせておくと、原点用リミットセン サが検出子を検出した後、フォトセンサによる検出位置で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。

【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１０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１４、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１８、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１０には、金属板等から成る検出子２ ０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２５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が作 動するまでボールねじ軸８を移動させる。続いて、その原点用センサ２２の作動 後、最初にフォトセンサ２６からパルス信号が出た時点でねじ軸８を停止させる （図６の（ハ）と（ニ）に示す信号）。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、ボールねじ軸を直線移動させる構造としたが、ボー ルねじ軸を駆動部に連結し、ナットを直線移動させる構造としても、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、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、駆動部材の回転位置を検出するフォトセンサ 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)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 係合するボールねじ軸とボールナットの
   一方に、駆動部により回転力を与えると共に、他方に検
   出子を取付け、その検出子の接近を検出して上記他方の
   部材の移動限界位置と原点位置を決めるリミットセンサ
   を設けたボールねじ軸装置において、上記駆動部が連結
   する一方の部材に、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
   固定部材に設けたことを特徴とするボールねじ軸装置。