JPH1061741A - 直線移動装置 - Google Patents

直線移動装置

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JPH1061741A
JPH1061741A JP21230896A JP21230896A JPH1061741A JP H1061741 A JPH1061741 A JP H1061741A JP 21230896 A JP21230896 A JP 21230896A JP 21230896 A JP21230896 A JP 21230896A JP H1061741 A JPH1061741 A JP H1061741A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじシャフトの熱膨張に起因する停止位置決
め精度の低下を防止する。 【解決手段】 スライダー11を、リニアガイド13上
に直線方向に移動自在に設ける。リニアガイド13の近
傍に、ねじシャフト14を左右方向に延びて配置し、ス
ライダー11の側面部に、そのねじシャフト14に螺合
するねじナット15を設ける。ねじシャフト14の基端
側を、組合せアンギュラ玉軸受を備えた第1の軸受部1
6に回転自在且つ軸方向移動不能に支持させ、先端部
を、深溝玉軸受を備えた第2の軸受部17に回転自在且
つ軸方向移動可能に支持させる。第1の軸受部16を作
業位置A側に配置し、第2の軸受部17を待機位置B側
に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアガイドに支
持されたスライダーを、待機位置と所定の作業位置との
間を移動させるようにした直線移動装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】例えば部品の精密位置
決めを行うロボットや、電子部品の自動実装を行う実装
機においては、近年の部品の小形化や実装密度の高密度
化等に伴い、停止位置決めの精度をより向上させる必要
が生じてきている。そして、それらロボットや実装機の
主要機構部として、スライダーを直線的に移動させるよ
うにした直線移動装置が採用されている。
【0003】図7及び図8は、この種の直線移動装置の
構成を示している。ここで、スライダー1は、リニアガ
イド2上に直線方向(図で左右方向)に移動自在に支持
されている。また、リニアガイド2の近傍には、ねじシ
ャフト3が左右方向に延びて設けられ、前記スライダー
1に設けられたねじナット4がそのねじシャフト3に螺
合している。このねじシャフト3は、基端側(図で左端
側)が、ハウジング5に設けられた軸受6(例えば組合
せアンギュラ玉軸受)に回転自在且つ軸方向移動不能に
支持されていると共に、先端部(図で右端部)が、ハウ
ジング7に設けられた軸受8(例えば深溝玉軸受)に回
転自在且つ軸方向移動可能に支持されている。
【0004】そして、駆動源となるモータ9は、カップ
リング10を介してねじシャフト3の基端部に接続され
ている。これにて、モータ9の駆動により、スライダー
1を、リニアガイド2に案内させながら任意の位置に移
動させることができ、例えば図にBで示す待機位置か
ら、図にAで示す作業位置(実際に品物をピックアップ
したり部品を実装したりする位置)に移動させるのであ
る。
【0005】しかしながら、上記従来のものでは、次の
ような不具合があった。即ち、スライダー1が、リニア
ガイド2上を高速度で短時間に何往復も動作すると、ね
じシャフト3とねじナット4との間で発生する摩擦熱に
より、ねじシャフト3の温度が上昇する。このような温
度上昇により、ねじシャフト3が熱膨張して伸び、スラ
イダー1の作業位置における停止位置Aがずれてしまう
ことになる。このずれによって、停止位置決めの精度が
低下してしまうのである。
【0006】ちなみに、図9は、ねじシャフト3をモデ
ル化したものであり、軸受6部分が固定端P1 に相当
し、作業位置Aに対応するねじシャフト3の位置が点P
3 に相当している。また、ねじシャフト3の固定端P1
から点P3 (作業位置A)までの初期長さをL2 とする
と、ねじシャフト3の作業位置Aにおける伸び量(位置
ずれ量)dL2 は、次の式で表される。
【0007】 dL2 =λ(t1 −t2 )・L2 …(1) (但し、λ:ねじシャフトの熱的線膨張率、t1 :ねじ
シャフトの初期温度、t2 :ねじシャフトの発熱後の温
度) つまり、位置ずれ量dL2 は、ねじシャフト3の固定端
P1 から作業位置に相当する点P3 までの距離L2 に比
例するのに対し、図7に示すものでは軸受6から作業位
置Aまでの距離L2 が長くなっているため、その分ずれ
量も大きくなっていたのである。
【0008】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ねじシャフトの熱膨張に起因する停止
位置決め精度の低下を防止することができる直線移動装
置を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の直線移動
装置は、スライダーを移動させるためのねじシャフトの
うち、駆動機構に連結される一端側を回転自在且つ軸方
向移動不能に支持する第1の軸受部と、そのねじシャフ
トの他端側を回転自在且つ軸方向移動可能に支持する第
2の軸受部とを具備し、それら第1の軸受部を作業位置
側、第2の軸受部を待機位置側に配置した構成に特徴を
有する(請求項1の発明)。
【0010】これによれば、ねじシャフトが発熱により
熱膨張する際には、第1の軸受部部分が固定端となり、
第2の軸受部部分においてはその伸び量が逃がされるよ
うになる。そして、第1の軸受部つまり固定端が作業位
置側に設けられているので、固定端から作業位置までの
間の距離が短くなり、ねじシャフトの熱膨張時の作業位
置における位置ずれ量を小さく抑えることができる。
【0011】本発明の第2の直線移動装置は、スライダ
ーを移動させるためのねじシャフトのうち一端側を回転
自在且つ軸方向移動不能に支持する第1の軸受部と、そ
のねじシャフトの他端側を回転自在且つ軸方向移動可能
に支持する第2の軸受部と、前記ねじシャフトの熱膨張
による伸び量を検出するセンサと、このセンサの検出値
に基づいて駆動機構によるねじシャフトの回転量を補正
する補正手段とを具備するところに特徴を有する(請求
項2の発明)。
【0012】これによれば、ねじシャフトが発熱により
熱膨張する際には、第1の軸受部部分が固定端となり、
第2の軸受部部分においてはその伸び量が逃がされるよ
うになるのであるが、このとき、センサによりねじシャ
フトの熱膨張による伸び量が検出され、補正手段によ
り、その伸び量に応じて駆動機構によるねじシャフトの
回転量が補正される。従って、ねじシャフトの熱膨張時
の作業位置における位置ずれを補正することができる。
【0013】この場合、第1の軸受部を、作業位置側に
設けるようにすることもでき(請求項3の発明)、これ
によれば、上記第1の直線移動装置のようにねじシャフ
トの熱膨張時の作業位置における位置ずれ量自体を小さ
くしつつ、位置ずれを補正することができ、より効果的
となる。
【0014】本発明の第3の直線移動装置は、スライダ
ーを移動させるためのねじシャフトのうち一端側を回転
自在且つ軸方向移動不能に支持する第1の軸受部と、そ
のねじシャフトの他端側を回転自在且つ軸方向移動可能
に支持する第2の軸受部と、前記ねじシャフトの温度を
検出する温度センサと、この温度センサの検出値に基づ
いて駆動機構によるねじシャフトの回転量を補正する補
正手段とを具備するところに特徴を有する(請求項4の
発明)。
【0015】これによれば、ねじシャフトが発熱により
熱膨張する際には、やはり第1の軸受部部分が固定端と
なり、第2の軸受部部分においてはその伸び量が逃がさ
れるようになる。ここで、ねじシャフトの熱膨張による
伸び量は、ねじシャフトの温度の上昇度合に比例するの
で、温度センサの検出温度に基づいて、補正手段により
ねじシャフトの回転量が補正されることによって、ねじ
シャフトの熱膨張時の作業位置における位置ずれを補正
することができる。
【0016】この場合、第1の軸受部を、作業位置側に
設けるようにすることもでき(請求項5の発明)、これ
によれば、やはりねじシャフトの熱膨張時の作業位置に
おける位置ずれ量自体を小さくしつつ、位置ずれを補正
することができ、より効果的となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例(請
求項1に対応)について、図1ないし図4を参照しなが
ら説明する。図1は、本実施例に係る直線移動装置の全
体構成を概略的に示している。ここで、スライダー11
は、ベース12(図2,3参照)上に図で左右方向に延
びて設けられたリニアガイド13上に直線方向に移動自
在に支持され、図1に二点鎖線で示す待機位置Bと、実
線で示す作業位置A(実際に品物をピックアップしたり
部品を実装したりする位置)との間を移動されるように
なっている。
【0018】前記リニアガイド13の近傍には、ねじシ
ャフト14が左右方向に延びて配置され、前記スライダ
ー11の側面部に連結されたねじナット15がそのねじ
シャフト14に螺合している。このとき、前記ねじシャ
フト14は、基端側(図で右端側)が第1の軸受部16
に支持されていると共に、先端部(図で左端部)が第2
の軸受部17に支持されている。従って、第1の軸受部
16は作業位置A側に配置され、第2の軸受部17は待
機位置B側に配置されているのである。
【0019】このうち第1の軸受部16は、図2に示す
ように、ハウジング18内に、例えば一対のアンギュラ
玉軸受19,19を背面組合せ状態に配置し、その外輪
部をベアリング押え20にて固定して構成されている。
そして、前記ねじシャフト14は、基端側に設けられた
径大な段付部14aを一面側の内輪部に接触させると共
に、他面側の内輪部に圧接するようにベアリングナット
21を締付けることにより、第1の軸受部16に対して
回転自在且つ軸方向移動不能に取付けられている。
【0020】一方、前記第2の軸受部17は、図3に示
すように、ハウジング22内に、例えば深溝玉軸受23
を配設して構成され、前記ねじシャフト14の先端部
が、その深溝玉軸受23に支持されることにより、回転
自在且つ軸方向移動可能に取付けられている。従って、
後述するような、ねじシャフト14の熱膨張による伸び
が発生した際には、ねじシャフト14の基端部における
第1の軸受部16に支持された部分が固定端となり、ね
じシャフト14の先端部が自由端となって図で右方に伸
びる形態とされる。また、その伸びは、第2の軸受部1
7部分で逃がされるようになる。
【0021】そして、図1に示すように、前記ねじシャ
フト14の基端部には、カップリング24を介して駆動
機構を構成するモータ25に連結されている。これに
て、モータ25の駆動によって、ねじシャフト14が回
転駆動されてねじナット15が移動し、スライダー11
がリニアガイド13上を左右方向に直線移動するのであ
る。このとき、図示はしないが、前記モータ25は、マ
イコン等からなる制御装置により通電制御され、もっ
て、スライダー11は例えば待機位置Bから所定の作業
位置Aに移動して停止され、作業完了後再び待機位置B
に戻るといった動作を繰返すようになっている。
【0022】次に、上記構成の作用について、図4も参
照しながら述べる。スライダー11が、リニアガイド1
3上を高速度で短時間に何往復も動作すると、ねじシャ
フト14とねじナット15との間で発生する摩擦熱によ
り、ねじシャフト14の温度が上昇する。このような温
度上昇により、ねじシャフト14が熱膨張して伸び、ス
ライダー13の作業位置Aにおける停止位置がずれてし
まう事情があるが、本実施例の直線移動装置1において
は、第1の軸受部16を作業位置A側に配置したことに
より、その位置ずれ量を極く僅かなもので済ませること
ができる。
【0023】即ち、図4はねじシャフト14のモデル図
を示しており、図中、上段が熱膨張前のねじシャフト1
4を示し、下段が熱膨張後のねじシャフト14を示して
いる。ここで、固定端P1 はねじシャフト14の第1の
軸受部16に支持された部分に相当し、点P2 は、作業
位置Aに対応する位置を示している。ねじシャフト14
の固定端P1 から点P2 までの長さがL1 である。ま
た、点P3 は従来例における作業位置Aに対応する位置
を示しており、ねじシャフト3の固定端P1 から点P3
までの長さがL2 である。
【0024】熱膨張によってねじシャフト14が図で右
方に伸びると、図の下段に示すように、点P2 が点P4
に移動し、点P3 が点P5 に移動することになる。これ
にて、本実施例における作業位置Aの位置ずれ量をdL
1 、従来例における作業位置Aの位置ずれ量をdL2 と
すると、これらdL1 、dL2 は、次式で表されるよう
になる。
【0025】 dL1 =λ(t1 −t2 )・L1 …(2) dL2 =λ(t1 −t2 )・L2 …(1) (但し、λ:ねじシャフトの熱的線膨張率、t1 :ねじ
シャフトの初期温度、t2 :ねじシャフトの発熱後の温
度) このとき、本実施例における固定端P1 から点P2 まで
の長さL1 は、従来例の固定端P1 から点P3 までの長
さL2 に対して、L1 <<L2 であるから、dL1 <<
dL2 となる。この結果、従来例のものに比べて、熱膨
張に起因する位置ずれ量を極めて小さくすることができ
るのである。
【0026】このように本実施例によれば、熱膨張時の
固定端となる第1の軸受部16を作業位置A側に、自由
端となる第2の軸受部17を待機位置B側に配置したこ
とにより、従来のものに比べて、ねじシャフト14の熱
膨張時の作業位置Aにおける位置ずれ量を極めて小さく
抑えることができ、ねじシャフト14の熱膨張に起因す
る停止位置決め精度の低下を防止することができるとい
う優れた実用的効果を得ることができるものである。
【0027】図5は、本発明の第2の実施例(請求項
2,3に対応)を示すものである。この実施例が上記第
1の実施例と異なるところは、ねじシャフト14の熱膨
張による伸び量を検出するためのセンサ31(ギャップ
センサ31)を設けると共に、そのギャップセンサ31
の検出に基づいて、制御装置によりモータ25への通電
量を制御し、もってねじシャフト14の回転量を補正す
るようにした点にある。従って、前記制御装置が本発明
にいう補正手段として機能する。
【0028】かかる構成においては、熱膨張に起因する
ねじシャフト14全体の実際の伸び量がギャップセンサ
31により検出され、その検出に基づいて、制御装置は
作業位置Aの位置ずれ量dL1 を算出する。そして、そ
の位置ずれ量dL1 を補正するようにモータ25への通
電を制御し、スライダー11を所定の作業位置Aに停止
させるのである。従って、熱膨張に起因する位置ずれ量
を零とすることができ、高精度でスライダー11の停止
位置決めを行うことができるものである。
【0029】図6は、本発明の第3の実施例(請求項
4,5に対応)を示すものであり、この実施例では、上
記第2の実施例におけるギャップセンサ31に代えて、
ねじシャフト14の温度を検出するための例えば非接触
式の温度センサ32を設けるようにしている。そして、
制御装置は、常温時(低温時)のねじシャフト14の初
期温度t1 と、からねじシャフト14の発熱後の温度t
2 との差から、作業位置Aの位置ずれ量dL1 を算出す
る。そして、その位置ずれ量dL1 を補正するようにモ
ータ25への通電を制御し、スライダー11を所定の作
業位置Aに停止させるのである。
【0030】この場合、熱膨張によるねじシャフト14
の伸び量を直接検出するものではないが、ねじシャフト
14の伸び量(位置ずれ量dL1 )は、温度センサ32
により検出された温度と既知のλの値とから、上記
(2)式を用いて容易に求めることができる。従って、
本実施例においても、熱膨張に起因する位置ずれ量を零
とすることができ、高精度でスライダー11の停止位置
決めを行うことができるものである。
【0031】
【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の直線移動装置によれば、ねじシャフトとねじナットと
によりスライダーを待機位置と所定の作業位置との間を
直線移動させるものにあって、ねじシャフトの熱膨張に
起因する停止位置決め精度の低下を防止することができ
るという優れた実用的効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、直線移動
装置の全体構成を示す平面図
【図2】第1の軸受部部分を示す縦断正面図
【図3】第2の軸受部部分を示す縦断正面図
【図4】ねじシャフトの熱膨張の様子を示すモデル図
【図5】本発明の第2の実施例を示すもので、全体構成
を一部を縦断して示す背面図
【図6】本発明の第3の実施例を示す図5相当図
【図7】従来例を示す図1相当図
【図8】全体構成を一部を縦断して示す正面図
【図9】図4相当図
【符号の説明】
図面中、11はスライダー、13はリニアガイド、14
はねじシャフト、15はねじナット、16は第1の軸受
部、17は第2の軸受部、25はモータ(駆動機構)、
31はギャップセンサ(センサ)、32は温度センサを
示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リニアガイドに支持されたスライダー
    を、待機位置と所定の作業位置との間を移動させるよう
    にしたものであって、 前記リニアガイドに沿って延びるように配置されたねじ
    シャフトと、 前記スライダーに連結され前記ねじシャフトに螺合する
    ねじナットと、 前記ねじシャフトを回転駆動するための駆動機構と、 前記ねじシャフトのうち前記駆動機構に連結される一端
    側を回転自在且つ軸方向移動不能に支持する第1の軸受
    部と、 前記ねじシャフトの他端側を回転自在且つ軸方向移動可
    能に支持する第2の軸受部とを具備し、 前記第1の軸受部を作業位置側、前記第2の軸受部を待
    機位置側に配置したことを特徴とする直線移動装置。
  2. 【請求項2】 リニアガイドに支持されたスライダー
    を、待機位置と所定の作業位置との間を移動させるよう
    にしたものであって、 前記リニアガイドに沿って延びるように配置されたねじ
    シャフトと、 前記スライダーに連結され前記ねじシャフトに螺合する
    ねじナットと、 前記ねじシャフトを回転駆動するための駆動機構と、 前記ねじシャフトのうち一端側を回転自在且つ軸方向移
    動不能に支持する第1の軸受部と、 前記ねじシャフトの他端側を回転自在且つ軸方向移動可
    能に支持する第2の軸受部と、 前記ねじシャフトの熱膨張による伸び量を検出するセン
    サと、 このセンサの検出値に基づいて前記駆動機構による前記
    ねじシャフトの回転量を補正する補正手段とを具備する
    ことを特徴とする直線移動装置。
  3. 【請求項3】 第1の軸受部は、作業位置側に設けられ
    ていることを特徴とする請求項2記載の直線移動装置。
  4. 【請求項4】 リニアガイドに支持されたスライダー
    を、待機位置と所定の作業位置との間を移動させるよう
    にしたものであって、 前記リニアガイドに沿って延びるように配置されたねじ
    シャフトと、 前記スライダーに連結され前記ねじシャフトに螺合する
    ねじナットと、 前記ねじシャフトを回転駆動するための駆動機構と、 前記ねじシャフトのうち一端側を回転自在且つ軸方向移
    動不能に支持する第1の軸受部と、 前記ねじシャフトの他端側を回転自在且つ軸方向移動可
    能に支持する第2の軸受部と、 前記ねじシャフトの温度を検出する温度センサと、 この温度センサの検出値に基づいて前記駆動機構による
    前記ねじシャフトの回転量を補正する補正手段とを具備
    することを特徴とする直線移動装置。
  5. 【請求項5】 第1の軸受部は、作業位置側に設けられ
    ていることを特徴とする請求項4記載の直線移動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001141024A (ja) * 1999-09-05 2001-05-25 Honda Motor Co Ltd 斜板式静油圧式無段変速機の斜板駆動装置
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