JPH06218647A - 作業テーブル駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は駆動スピードを高速にし、高精度の位
置決めを可能とする作業テーブル駆動装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】ねじ加工を施したボールねじ軸３ａと、ボール
ねじ軸３ａにボールでかみ合うようにボールねじ加工を
施した内周及び該内周とは逆捩りであり通常のねじの方
向の凹のねじ加工を施した外周とを持たせた形状の筒型
の２重ボールねじナット３ｂと、該筒型の２重ボールね
じナット３ｂの外周にボールでかみ合うボールねじナッ
ト３ｃとからなるボールねじユニット３を設け、筒型の
２重ボールねじナット３ｂに回転を加えることにより高
速に精度よく移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の作業テーブル駆動装置
は、部品実装／搭載機、検査機等に代表されるファクト
リオートメーション（ＦＡ）分野の位置決め機構やロボ
ット等の自動化／省力化機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による作業テーブル駆動装置と
して、ボールねじ駆動方式とベルト駆動方式及び、カム
駆動方式（実開昭５５−１７７０６号公報）とがあり、
それぞれの方式を説明する。

【０００３】ボールねじ駆動方式（図３及び図４参照）
では、ベース１と、直動を案内する直動転がり軸受け２
と、両端をベアリング９で支持されかつ一端はカップリ
ング１０によりモータ５と連結されたボールねじ軸３
と、ベアリング９を介してボールねじ軸３ａを支えるブ
ロック８と、ボールねじナット３ｃが固定されたテーブ
ル４により構成されている。モータ５によりボールねじ
軸３ａを回転させると、テーブル４がボールねじナット
３ｃに連動して直進運動を行う。又、モータ５の回転を
反転させると直進運動の向きも反転する。

【０００４】ボールねじ駆動とは、ねじ軸とナットに凹
のねじ加工を施し重ね合うことによりできた空間に、ボ
ールベアリングを詰め込み、ねじ軸とナットを所定の位
置で隣接させると共に、回転運動による摩擦抵抗を軽減
するといった技術である。

【０００５】ベルト駆動方式（図５参照）では、ベース
１と、直動を案内する直動転がり軸受け２と、一端はフ
リーで他端はモータ５に連結されたプーリ７と、そのプ
ーリ７にかみ合うタイミングベルト６と、タイミングベ
ルト６の一ヵ所が固定されているテーブル４により構成
されている。モータ５によりプーリ７を回転させるとタ
イミングベルト６を介してテーブル４が直進運動を行
う。又、モータ５の回転を反転させると直進運動の向き
も反転する。

【０００６】カム駆動方式（実開昭５５−１７７０６参
照）は、同一面の直交する２方向に移動可能な作業テー
ブルと、同軸に固定され回転する２個のカムと、この一
方のカムのカム面にその一端が接触しカム面の変位を前
記作業テーブルの一方の方向に伝達するレバーと、前記
他方のカムのカム面にその一端が接触しカム面の変位を
前記作業テーブルの他方の方向に伝達するレバーとから
構成された作業テーブル装置である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術による
作業テーブル駆動装置で、ボールねじ駆動方式の場合
は、ボールねじの駆動であるので位置決め精度は良いが
移動スピードが遅いという欠点があり、ボールねじのリ
ードを粗くして、移動スピードを速くすると、逆に位置
決め精度が悪くなるという欠点もある。ベルト駆動方式
の場合は、移動スピードはかなり速いが、位置決め精度
はボール駆動方式に比べれば、ベルトの伸縮やベルトと
ギアのバックラッシのためにかなり悪くなる欠点があ
る。カム駆動方式の場合は、テーブルの横にカムユニッ
トがつくので装置全体が大きくなり、位置決め精度をカ
ムの加工精度に頼るために位置決め精度が悪くなる欠点
がある。又、カムを大きくすれば、ストロークを長くで
きるが、装置のバランスを考えると限界があるので、ス
トロークが短いという欠点もある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、ねじ加工を施したねじ軸と、前記ねじ軸にボールで
かみ合うようにボールねじ加工を施した内周及び該内周
とは逆捩りのねじ加工を施した外周とを有する筒型の２
重ボールねじナットと、前記筒型の２重ボールねじナッ
トの外周にボールでかみ合う接合部品を備えたテーブル
とからなる作業テーブル駆動装置である。

【０００９】請求項２記載の発明では、ねじ加工を施し
たねじ軸と、前記ねじ軸にボールでかみ合うようにボー
ルねじ加工を施した内周及び該内周とは逆捩りのねじ加
工を施した外周とを有する筒型の２重ボールねじナット
と、前記筒型の２重ボールねじナットの外周にボールで
かみ合う接合部品と、前記筒型の２重ボールねじナット
と接合し、前記筒型の２重ボールねじナットを回転させ
る動力部とからなることを特徴とする作業テーブル駆動
装置。

【００１０】更に、ボールねじナット部を保持したテー
ブル部と、前記テーブル部の直動を案内する直動転がり
軸受けと、前記動力部と前記筒型の２重ボールねじナッ
トとを連結する動力伝達部と、ボールねじ軸部の両端を
支持固定させるブロック部とからなる請求項２記載の作
業テーブル駆動装置である。

【００１１】

【作用】ねじ加工を施したねじ軸と、ねじ軸にボールで
かみ合うようにボールねじ加工を施した内周及び該内周
とは逆捩りのねじ加工を施した外周とを持たせた形状の
筒型の２重ボールねじナットと、該筒型の２重ボールね
じナットの外周にボールでかみ合うボールねじナットと
からなるボールねじユニットを設け、筒型の２重ボール
ねじナットに回転を加えることにより高速に精度よく移
動させる。

【００１２】

【実施例】本発明の作業テーブル駆動装置の一実施例を
図を参照にして詳細に説明する。本発明は、ボールねじ
駆動方式を改良し新しい効果を追加したものである。

【００１３】本発明は図１、２に示すように本装置を支
えるベース１と、直動を案内する直動転がり軸受け２
と、凹のねじ加工を施したボールねじ軸３ａと、該ボー
ルねじ軸３ａにボールでかみ合うようにボールねじ加工
を施した内周と、該内周とは逆捩りであり通常方向（通
常のねじの方向）の凹のねじ加工を施した外周とを持た
せた形状の筒型の２重ボールねじナット３ｂと、該筒型
の２重ボールねじナット３ｂの外周にボールでかみ合う
ボールねじナット３ｃとからなるボールねじユニット３
と、ボールねじナット３ｃに接合され、固定されたテー
ブル４と、筒型の２重ボールねじナット３ｂを回転させ
るモータ５と、モータ５の回転を筒型の２重ボールねじ
ナット３ｂに伝えるために、モータ５と筒型の２重ボー
ルねじナット３ｂに接続されたプーリ７と、モータ５と
筒型の２重ボールねじナットとをプーリ７を介して連結
するタイミングベルト６と、ボールねじ軸３ａの両端を
固定するベース１に固定されたブロック８と、筒型の２
重ボールねじナット３ｂを支持し摩擦による抵抗を低減
するベアリング９とから構成される。

【００１４】一実施例として、筒型の２重ボールねじナ
ット３ｂに回転を加えるために、プーリ７とタイミング
ベルトを使用しているが、モータ５の動力を伝えられる
ならばギア等でもよく、これにより本発明の作業テーブ
ル駆動装置が限定されるものではない。

【００１５】モータ５を回転させるとプーリ７とタイミ
ングベルト６を介して筒型の２重ボールねじナット３ｂ
に回転が伝わる。筒型の２重ボールねじナット３ｂの内
周にはボールねじ軸３ａに従来技術に示したボールねじ
駆動であり、且つ、ねじ軸両端がブロック８により固定
しているので、モータ５の回転がモータ側から見て左回
りの時、筒型の２重ボールねじナットは左回りに回転し
ながら直進する。（図中Ａ→Ａ′）一方、筒型の２重ボ
ールねじナット３ｂの外周には、内周とは逆方向の凹の
ねじ加工を施してあり、前述の通り、筒型の２重ボール
ねじナット３ｂが左回りに回転しているのでボールねじ
ナット３ｂ及びテーブル４は、筒型の２重ボールねじナ
ットを基準にすれば直進することになる。ここで筒型の
２重ボールねじナット３ｂは、内周と逆捩りの外周との
２重構造であるから左回りに回転を加えた場合、″ねじ
軸を基準にしたときの筒型の２重ボールねじナット３ｂ
の移動距離（図中Ａ→Ａ′）と、筒型の２重ボールねじ
ナット３ｂを基準にしたときのテーブルの移動距離″と
の合計の距離がテーブル４の移動距離となる。（図中Ｂ
→Ｂ′）又、モータの回転を左回りから右回りの回転に
反転した場合は、直進方向も反転することは言うまでも
ない。

【００１６】本装置の駆動スピードに関しては、ねじの
リード（ねじが１回転した時に進む量）によって決まる
ものであるから、例えば筒型の２重ボールねじナットの
内周側のリードを１０ミリ、外周側のリードを２０ミリ
とすれば、筒型の２重ボールねじナットが１回転すると
き１０＋２０＝３０となり、３０ミリ進むことになるの
で駆動スピードは高速となる。又、ボールねじユニット
のリードの組み合わせを変えることにより色々なバリエ
ーションのボールねじユニットが提供できる。更に本装
置の位置決め精度に関しては、ボールねじのリードとモ
ータの精度によって決まる。例えば、筒型の２重ボール
ねじナットの内周側のリードを１０ミリ、外周側のリー
ドを２０ミリとし、モータのステップ角（モータの１パ
ルスあたりの動作角度）を０．７２°とすると、１パル
スあたりの移動量は、

【００１７】

【数１】

【００１８】となり、細かいピッチ送りが可能となるほ
か、繰り返し精度もモータの誤差は通常±５分以内であ
ることにより、

【００１９】

【数２】

【００２０】となり、±７マイクロミリという高精度な
位置決めが可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明の作業テーブル駆動装置は、上記
構成にすることにより駆動スピードが高速であり、位置
決め精度はベルト駆動方式に比べかなりよく、ボールね
じ軸固定で使用するために、ボールねじ軸駆動方式（軸
回転の場合は、軸が長くなると軸にかなりの負担がかか
る）に比べ、ボールねじ軸に対する負担が少なくロング
ストロークが可能となる。又、ボールねじユニットのリ
ードの組み合わせを変えることにより色々なバリエーシ
ョンのボールねじユニットが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の作業テーブル駆動装置の平
面図である。

【図２】本発明の一実施例の作業テーブル駆動装置の構
成を示す側面からみた断面図である。

【図３】従来技術によるボールねじ駆動方式の平面図で
ある。

【図４】従来技術によるボールねじ駆動方式の構成を示
す側面からみた断面図である。

【図５】従来技術によるベルト駆動方式の構成を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ ベース ２ 直動案内ユニット ３ ボールねじユニット ３ａ ボールねじ軸 ３ｂ ２重ボールねじナット ３ｃ ボールねじナット ４ テーブル ５ モータ ６ タイミングベルト ７ プーリ ８ ブロック ９ ベアリング １０ カップリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ加工を施したねじ軸と、前記ねじ軸
   にボールでかみ合うようにボールねじ加工を施した内周
   及び該内周とは逆捩りのねじ加工を施した外周とを有す
   る筒型の２重ボールねじナットと、前記筒型の２重ボー
   ルねじナットの外周にボールでかみ合う接合部品を備え
   たテーブルとからなることを特徴とする作業テーブル駆
   動装置。
2. 【請求項２】 ねじ加工を施したねじ軸と、前記ねじ軸
   にボールでかみ合うようにボールねじ加工を施した内周
   及び該内周とは逆捩りのねじ加工を施した外周とを有す
   る筒型の２重ボールねじナットと、前記筒型の２重ボー
   ルねじナットの外周にボールでかみ合う接合部品と、前
   記筒型の２重ボールねじナットと接合し、前記筒型の２
   重ボールねじナットを回転させる動力部とからなること
   を特徴とする作業テーブル駆動装置。
3. 【請求項３】 ボールねじナット部を保持したテーブル
   部と、前記テーブル部の直動を案内する直動転がり軸受
   けと、前記動力部と前記筒型の２重ボールねじナットと
   を連結する動力伝達部と、ボールねじ軸部の両端を支持
   固定させるブロック部とからなることを特徴とする請求
   項２記載の作業テーブル駆動装置。