JPH0882356A - ボールねじを具備した駆動装置及び該駆動装置を含むｘｙ駆動装置 - Google Patents

ボールねじを具備した駆動装置及び該駆動装置を含むｘｙ駆動装置

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JPH0882356A
JPH0882356A JP7141279A JP14127995A JPH0882356A JP H0882356 A JPH0882356 A JP H0882356A JP 7141279 A JP7141279 A JP 7141279A JP 14127995 A JP14127995 A JP 14127995A JP H0882356 A JPH0882356 A JP H0882356A
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screw shaft
drive
grooves
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールねじを具備した駆動装置であって、被
駆動部材の送り精度を飛躍的に向上させたものを提供す
ること。 【構成】 ボールねじが有する複数のナット各々の回転
量を検出すべく、互いに異なる分解能を有する検出手段
を備えさせ、若しくは検出手段各々が互いに同一の分解
能を有し且つ左右２種類のねじ溝のリードがわずかに異
なるように構成し、又は、検出手段各々が異なる分解能
を有し且つ左右２種類のねじ溝のリードがわずかに異な
るように構成し、以て総合的な分解能を向上させて、上
記目的を達成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボールねじを具備した駆
動装置と、該駆動装置を含むＸＹ駆動装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２に従来のＸＹ駆動装置を示す。な
おこのＸＹ駆動装置は、特開平２−１１６４４２号公報
において開示されている。
【０００３】図示のように、当該装置は、夫々相対移動
部材としてのベッド１５１及び移動テーブル１５２を有
している。但しこの場合、ベッド１５１が固定側とさ
れ、該ベッド１５１の上方に位置する移動テーブル１５
２が可動側として作動する。移動テーブル１５２は下記
の構成の案内手段により案内され、ベッド１５１に対し
て二次元的に移動自在となっている。
【０００４】すなわち、ベッド１５１の上面側に２本の
トラックレール１５４が平行に固設されており、移動テ
ーブル１５２の下面側に該トラックレール１５４と直交
するように他の２本のトラックレール１５５が平行に取
り付けられている。そして、これら上下のトラックレー
ル１５４及び１５５の相互交差部間に各々摺動台１５７
が配設されており、該各摺動台１５７は各トラックレー
ル１５４，１５５の両者に対して相対運動自在に係合し
ている。かかる構成の故、移動テーブル１５２がＸ方向
及びＹ方向に二次元的に移動自在となっている。
【０００５】次に、上記移動テーブル１５２を移動させ
る駆動手段について説明する。
【０００６】図示のように、ベッド１５１及び移動テー
ブル１５２には、各々の回転中心軸が上記Ｙ方向及びＸ
方向と一致するようにモータ（回転型）１６１及び１６
２がブラケット１６１ａ，１６２ａを介して取り付けら
れている。該各モータには、そのロータコア（図示せ
ず）と一体に回転するようにボールナット（図示せず）
が内装されており、これらのボールナットに螺合するね
じ軸１６４及び１６５が設けられている。そして、該各
ねじ軸１６４，１６５の一端が、連結プレート１６７，
１６８を介して上記摺動台１５７に連結されている。駆
動手段はこのように構成されており、この構成において
各モータ１６１，１６２が適宜回転することによって移
動テーブル１５２が作動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き装置にあっ
ては、移動テーブルの送り位置精度は、ボールナット、
ねじ軸、トラックレール等の機械的精度ばかりでなく、
ボールナットあるいはねじ軸の回転量を検出するエンコ
ーダの分割数によって左右される。分割数はボールナッ
トあるいはねじ軸の回転量を検出する分解能を示し、分
割数の大きなエンコーダを用いれば移動テーブルの送り
制御は高分解能となって送り位置精度は向上する。しか
しながら、分割数の多いエンコーダは高価であって、コ
ストアップは免れない。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、高価なエンコ−ダを用いずに送り精度を向上させ
た駆動装置及びＸＹ駆動装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による駆動装置
は、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ
溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が設けられて
該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボール循環路
内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に伴
って循環する複数のボールと、前記ナット各々を回転自
在に支持する支持機構と、前記ナット各々を個別に回転
駆動し得る回転駆動手段とを備え、該回転駆動手段は、
前記ナット各々の回転量を検出する検出手段を含み、該
検出手段各々は異なる分解能を有しているものである。
また、本発明による駆動装置は、左右２種類のねじ溝が
形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応す
るボール循環路が設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数
のナットと、該ボール循環路内に配列収容されて該ねじ
軸及びナットの相対回転に伴って循環する複数のボール
と、前記ナット各々を回転自在に支持する支持機構と、
前記ナット各々を個別に回転駆動し得る回転駆動手段と
を備え、該回転駆動手段は、前記ナット各々の回転量を
検出する検出手段を含み、該検出手段各々は互いに同一
の分解能を有し、前記左右２種類のねじ溝のリードをわ
ずかに異にしたものでなる。更に、本発明による駆動装
置は、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ね
じ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が設けられ
て該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボール循環
路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に
伴って循環する複数のボールと、前記ナット各々を回転
自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を個別に回
転駆動し得る回転駆動手段とを備え、該回転駆動手段
は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段を含
み、該検出手段各々は異なる分解能を有し、前記左右２
種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたものでなる。
また、本発明による駆動装置は、ベッドと、該ベッドに
対して移動する移動部材と、該移動部材を案内する案内
手段と、該移動部材を駆動する駆動手段とを備え、該駆
動手段は、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、
該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が設け
られて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボール
循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相対回
転に伴って循環する複数のボールと、前記ナット各々を
回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を個別
に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回転駆動手
段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段を含
み、該検出手段各々は異なる分解能を有しているもので
ある。加えて、本発明による駆動装置は、ベッドと、該
ベッドに対して移動する移動部材と、該移動部材を案内
する案内手段と、該移動部材を駆動する駆動手段とを備
え、該駆動手段は、左右２種類のねじ溝が形成されたね
じ軸と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環
路が設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、
該ボール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナット
の相対回転に伴って循環する複数のボールと、前記ナッ
ト各々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各
々を個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回
転駆動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出
手段を含み、該検出手段各々は互いに同一の分解能を有
し、前記左右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にし
たものでなる。また、本発明による駆動装置は、ベッド
と、該ベッドに対して移動する移動部材と、該移動部材
を案内する案内手段と、該移動部材を駆動する駆動手段
とを備え、該駆動手段は、左右２種類のねじ溝が形成さ
れたねじ軸と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボー
ル循環路が設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナッ
トと、該ボール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及び
ナットの相対回転に伴って循環する複数のボールと、前
記ナット各々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナ
ット各々を個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有
し、該回転駆動手段は、前記ナット各々の回転量を検出
する検出手段を含み、該検出手段各々は異なる分解能を
有し、前記左右２種類のねじ溝のリードをわずかに異に
したものでなる。更に、本発明によるＸＹ駆動装置は、
一対の相対移動部材と、該相対移動部材双方を二次元的
に相対移動自在に案内する案内手段と、該相対移動部材
各々を相対駆動する駆動手段とを備え、前記案内手段
は、前記一対の相対移動部材のいずれか一方を担持して
これを所定方向において案内する第１の案内手段と、該
第１の案内手段を担持してこれを他方の相対移動部材に
対して前記所定方向とは略垂直な方向において案内する
第２の案内手段とを有し、前記駆動手段は、前記第１の
案内手段及び第２の案内手段に対応して設けられ、左右
２種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の
一方ずつに対応するボール循環路が設けられて該ねじ軸
に嵌挿された複数のナットと、該ボール循環路内に配列
収容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に伴って循環
する複数のボールと、前記ナット各々を回転自在に支持
する支持機構と、前記ナット各々を個別に回転駆動し得
る回転駆動手段とを有し、該回転駆動手段は、前記ナッ
ト各々の回転量を検出する検出手段を含み、該検出手段
各々は異なる分解能を有しているものである。そして、
本発明によるＸＹ駆動装置においては、一対の相対移動
部材と、該相対移動部材双方を二次元的に相対移動自在
に案内する案内手段と、該相対移動部材各々を相対駆動
する駆動手段とを備え、前記案内手段は、前記一対の相
対移動部材のいずれか一方を担持してこれを所定方向に
おいて案内する第１の案内手段と、該第１の案内手段を
担持してこれを他方の相対移動部材に対して前記所定方
向とは略垂直な方向において案内する第２の案内手段と
を有し、前記駆動手段は、前記第１の案内手段及び第２
の案内手段に対応して設けられ、左右２種類のねじ溝が
形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応す
るボ−ル循環路が設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数
のナットと、該ボ−ル循環路内に配列収容されて該ねじ
軸及びナットの相対回転に伴って循環する複数のボ−ル
と、前記ナット各々を回転自在に支持する支持機構と、
前記ナット各々を個別に回転駆動し得る回転駆動手段と
を有し、該回転駆動手段は、前記ナット各々の回転量を
検出する検出手段を含み、該検出手段各々は互いに同一
の分解能を有し、前記左右２種類のねじ溝のリードをわ
ずかに異にしたものでなる。また、本発明によるＸＹ駆
動装置においては、一対の相対移動部材と、該相対移動
部材双方を二次元的に相対移動自在に案内する案内手段
と、該相対移動部材各々を相対駆動する駆動手段とを備
え、前記案内手段は、前記一対の相対移動部材のいずれ
か一方を担持してこれを所定方向において案内する第１
の案内手段と、該第１の案内手段を担持してこれを他方
の相対移動部材に対して前記所定方向とは略垂直な方向
において案内する第２の案内手段とを有し、前記駆動手
段は、前記第１の案内手段及び第２の案内手段に対応し
て設けられ、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボ−ル循環路が
設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
−ル循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
対回転に伴って循環する複数のボ−ルと、前記ナット各
々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回転駆
動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
を含み、該検出手段各々は異なる分解能を有し、前記左
右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたものでな
る。
【００１０】
【作用】かかる構成においては、複数のナットの回転に
より、ねじ軸が進退移動される。この進退移動の向き及
び移動量は、ナット各々の回転方向及び回転量により自
在にコントロールされる。このコントロール系の分解能
は、ナット各々に付設される検出手段が互いに異なる分
解能を有しているため、若しくは検出手段各々が互いに
同一の分解能を有し且つ左右２種類のねじ溝のリードが
わずかに異なるため、又は検出手段各々が異なる分解能
を有し且つ左右２種類のねじ溝のリードがわずかに異な
るため、より一層高められる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しつつ説明する。
【００１２】図１は本発明の第１実施例としてのＸＹ駆
動装置を示すものであり、図に示すように、当該ＸＹ駆
動装置においては、夫々相対移動部材としてのベッド１
０１及び移動テーブル１０２を有しており、ベッド１０
１が固定側として下方に配置され、移動テーブル１０２
が該ベッド１０１の上方に配置されて可動側として作動
する。ベッド１０１及び移動テーブル１０２は互いにほ
ぼ同形状、同寸法となされ、各々全体としては略平板状
である。
【００１３】上記ベッド１０１と移動テーブル１０２の
間には、該移動テーブル１０２と略同一形状の中間テー
ブル１０３が配設されており、この中間テーブル１０３
上では移動テーブル１０２がＸ方向に移動可能なよう
に、また、ベッド１０１上では該中間テーブル１０３が
該Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に移動可能なように、第
１の案内手段１０４ａ及び第２の案内手段１０４ｂが介
装されている。すなわち、該第１の案内手段１０４ａは
中間テーブル１０３上に設けられ、移動テーブル１０２
を担特してこれを上記Ｘ方向において案内する。また、
第２の案内手段１０４ｂはベッド１０１上に設けられ、
該中間テーブル１０３を担特してこれを上記Ｙ方向にお
いて案内する。
【００１４】上記移動テーブル１０２と中間テーブル１
０３との間には該移動テーブル１０２を中間テーブル１
０３に対して上記Ｘ方向において駆動する第１の駆動手
段１０５ａが、また、中間テーブル１０３とベッド１０
１との間には中間テーブル１０３をベッド１０１に対し
て上記Ｙ方向において駆動する第２の駆動手段１０５ｂ
が各々設けられている。該第１の駆動手段１０５ａ及び
第２の駆動手段１０５ｂは、上記第１の案内手段１０４
ａ及び第２の案内手段１０４ｂに夫々対応して設けられ
ている。
【００１５】上記第１の案内手段１０４ａと第２の案内
手段１０４ｂとで、相対移動部材としてのベッド１０１
及び移動テーブル１０２の双方を二次元的に相対移動自
在に案内する案内手段が構成される。また、上記第１の
駆動手段１０５ａと第２の駆動手段１０５ｂとで、該ベ
ッド１０１及び移動テーブル１０２の各々を相対駆動す
る駆動手段が構成される。
【００１６】以下、まず上記案内手段について詳細に説
明する。なお、第１の案内手段１０４ａ及び第２の案内
手段１０４ｂは互いに同一の構成であるので、ここでは
第２の案内手段１０４ｂで代表して説明する。但し、図
１において、説明を省略する第１の案内手段１０４ａの
構成部材に関し、説明を行う第２の案内手段１０４ｂの
構成部材と対応するものに、同じ参照符号を付して示し
ている。
【００１７】図１乃至図３に示すように、第２の案内手
段１０４ｂは、ベッド１０１上に平行に２本付設された
トラックレール１と、該トラックレール１の各々に２個
ずつ摺動自在に装着された合計４個の摺動台としてのス
ライドユニット３と、該スライドユニット３各々と中間
テーブル１０３とを結合する断面Ｉ字形状のブラケット
１０とから構成される。
【００１８】上記トラックレール１は、図４及び図５に
示すように、左右両側部に軌道として１条ずつの軌道溝
１ａを長手方向に沿って有しており、スライドユニット
３は転動体循環路２（図５参照）を有し、この転動体循
環路２内に配列収容された転動体としての多数のボール
４が上記軌道溝１ａ上を転動しつつ転動体循環路２内を
循環することで、スライドユニット３がトラックレール
１上を摺動し得る。
【００１９】図４及び図５に示すように、スライドユニ
ット３は、トラックレール１を跨ぐように設けられた断
面コ字状のケーシング６と、該ケーシング６の前後両端
部に結合されたエンドキャップ７ａ及び７ｂとを有して
おり、一方のエンドキャップ７ａには上記ボール４にグ
リースを供給するためのグリースニップル９が取り付け
られている。図５に示すように、転動体循環路２は、ケ
ーシング６に夫々直線的にかつ互いに平行に形成された
負荷軌道溝２ａ及びリターン路２ｂと、両エンドキャッ
プ７ａ，７ｂに形成されて該負荷軌道溝２ａ及びリター
ン路２ｂをこれらの両端部にて連通させる一対の略半円
状の方向転換路２ｃ及び２ｄとから成る。なお、上記負
荷軌道溝２ａがトラックレール１の軌道溝１ａに対応し
ている。
【００２０】尚、図４及び図５において参照符号１ｂで
示すのは、上記トラックレール１をベッド１０１に固定
するためのボルト（図示せず）が挿通されるべきボルト
挿通孔であり、参照符号６ａで示すのは上記ブラケット
１０をスライドユニット３に固定するためのボルト（図
示せず）が螺合すべきねじ孔である。
【００２１】次に、前述した駆動手段について詳細に説
明する。なお、第１の駆動手段１０５ａ及び第２の駆動
手段１０５ｂは全く同様の構成であるので、ここでは第
２の駆動手段１０５ｂで代表して説明する。但し、図１
において、説明を省略する第１の駆動手段１０５ａの構
成部材に関し、説明を行う第２の駆動手段１０５ｂの構
成部材と対応するものに、同じ参照符号を付して示して
いる。
【００２２】図６に示すように、この第２駆動手段１０
５ｂは、中間テ−ブル１０３から垂下した両側壁１０３
ａにボ−ルベアリング等の軸受１１により回転自在に軸
支される一本のねじ軸１２と、べッド１０１の上面に固
定された台座１３にボ−ルベアリング等の軸受１４を介
して回転自在に支持されて上記ねじ軸１２に嵌挿した２
つのナット１５及び１６と、各々のナット１５及び１６
を独立して回転せしめる回転駆動手段としての２個のモ
ータ１７及び１８とから成る。このねじ軸１２には左右
２種類のねじ溝１２ａ及び１２ｂが互いに交差する状態
にて形成されている。なお、上記台座１３及び軸受１４
を支持機構と総称する。また、上記両モ−タ１７、１８
については、台座１７ａ，１８ａを介してベッド１０１
上に固定され、ねじ軸１２とは遊嵌し、該モータの回転
部分がナット１５及び１６と固着されている。
【００２３】図７は上記ねじ軸１２と一方のナット１５
との関係を示したもので、ねじ軸１２と他方のナット１
６との関係は用いられるねじ溝の方向が異なるのみで構
造上には差異がないため、その説明は省略する。
【００２４】図７からわかるように、ナット１５は戻り
管１９ａが設けられることなどによって一方のねじ溝１
２ｂに対応するボール循環路１９が形成されている。そ
して、これらボール循環路１９内には多数のボール２０
が配列収容されており、ねじ軸１２及びナット１５の相
対回転に伴ってボール２０が循環するようになってい
る。
【００２５】なお、上記モータ１７及び１８は、例えば
ステッピングモ−タあるいはサ−ボモ−タからなり、ね
じ軸１２と同軸的に配置される各種動作原理のものの
他、ねじ軸１２にギヤあるいはプーリ、ベルト等の動力
伝達手段を介して連結される各種モータが使用され得
る。
【００２６】次に、上記第２の駆動手段１０５ｂの作動
によりなされるベッド１０１に対する中間テ−ブル１０
３の移動作用について説明する。
【００２７】まず、中間テ−ブル１０３を移動（Ｙ方
向）させるには、ねじ軸１２を進退させる必要がある
が、ねじ軸１２の運動状態は、一対のナット１５及び１
６の回転量の差及び回転方向の差異によって変化し、ま
た、ねじ溝１２ａ、１２ｂのピッチの差によっても変化
し、次表のようになる。
【表１】
【表２】
【００２８】これらの表から明らかなように、モータ１
７，１８を起動し、両ナット１５，１６を互いに逆方向
に回転させるとねじ軸１２は、ねじ溝１２ａ，１２ｂの
ピッチと両ナット１５，１６の回転量に応じた量だけ進
退する。従って、ねじ軸１２を軸受１１を介して支持す
る中間テ−ブル１０３が、ベッド１０１に対してＹ方向
に移動する。この時、中間テ−ブル１０３は前述の第２
の案内手段１０４ｂにおけるスライドユニット３がトラ
ックレール１上を摺動することにより、滑らかに且つ高
精度にＹ方向に案内される。一方、これと全く同様にし
て、第１の駆動手段１０５ａにおいて、２つのモーター
１７，１８が起動されてナット１５，１６が互いに逆回
転することによりねじ軸１２が進退運動し、このねじ軸
１２を支持する移動テーブル１０２が中間テ−ブル１０
３に対してＸ方向に移動する。この時、移動テーブル１
０２は前述の第１の案内手段１０４ａにおけるスライド
ユニット３がトラックレール１上を摺動することによ
り、滑らか且つ高精度にＸ方向に案内される。よって、
移動テーブル１０２上に搭載された物体（図示せず）
は、二次元的に移動される。
【００２９】上述の如きＸＹ方向への移動テーブル１０
２の移送制御は、上記第１の駆動手段１０５ａ及び第２
の駆動手段１０５ｂが各々２つずつ具備する合計４個の
モータ１７，１８の回転方向及び回転量の制御、すなわ
ち該各モ−タによって回転駆動される各ナット１５及び
１６の回転方向及び回転量の制御によってなされる。そ
のために、図示はしないが、各モータ１７，１８には回
転量の検出を行う検出手段としてのロータリエンコーダ
が付設されている。ＸＹ駆動装置の位置決め精度は、ね
じ軸１２のねじ溝ピッチ等、機械精度を除けば、該ロー
タリエンコーダの分解能に左右される。今、仮に１回転
当り分解数２０００のロータリエンコーダを有する１つ
のモータで１つのナットを駆動したとすれば、ねじ軸の
リードが２０［ｍｍ］であるとすると、分解能は、１０
［μｍ］である。一方、本実施例においては、上記第１
の駆動手段１０５ａ及び第２の駆動手段１０５ｂは夫々
２個ずつの独立制御されるモータを有しているため、こ
れら２つのモータに付設されるロータリエンコーダの分
割数を異ならしめることにより、上記分解能を向上させ
ている。例えば、第２の駆動手段１０５ｂにおいてモー
タ１７に付設されるロータリエンコーダの分割数Ｅ1 ＝
２０００、モータ１８に付設されるロータリエンコーダ
の分割数Ｅ2 ＝２０４８とすれば、総合的な１回転当り
の分割数Ｅ0は、 であるから、 となり、約２０万の分割数のロータリエンコーダを搭載
したことと同等になる。従って、１リードで２０［ｍ
ｍ］であるねじ軸を用いたとすると、分解能は、約０．
１［μｍ］であり、１００倍の分解能が得られる。ま
た、第１の駆動手段１０５ａに関しても同様であり、こ
れにより、移動テーブル１０２の位置決め精度は飛躍的
に向上する。
【００３０】尚、分割数の高いロータリエンコーダはコ
ストが高く、また分割数にも限度があるが、上述の如き
２つのロータリエンコーダを組合せることによって、低
コストで高精度のＸＹ駆動装置とすることができる。
【００３１】次に本発明の第２実施例としてのＸＹ駆動
装置につき、図８乃至図１０を参照して説明する。な
お、当該ＸＹ駆動装置は、以下に説明する部分以外は図
１乃至図７に示した第１実施例としてのＸＹ駆動装置と
同様に構成されている故、装置全体としての説明は省略
して要部のみの説明に留める。また、以下の説明におい
て、該第１実施例のＸＹ駆動装置の構成部分と同一また
は対応する構成部分については同じ参照符号を付して示
している。
【００３２】本実施例の特徴は、相対移動部材としての
ベッド１０１及び移動テーブル１０２の双方を二次元的
に相対移動自在に案内する案内手段にある。図８に示す
ように、互いに同様に構成される第１の案内手段１０７
ａ及び第２の案内手段１０７ｂは、夫々、２本のトラッ
クレール２７と、該トラックレ−ル２７に対して相対運
動自在な摺動台としてのスライドメンバ−３０とによっ
て構成される。該トラックレ−ル２７は、ベッド１０１
若しくは中間テ−ブル１０３の上面側に複数のボルトに
よって締結され、スライドメンバ−３０については、移
動テ−ブル１０２若しくは中間テ−ブル１０３の下面側
に複数のボルトによって締結される。図９に示すよう
に、トラックレール２７の外側部には、軌道として断面
形状が略半円形状の軌道溝２７ａが一条形成されてい
る。そして、スライドメンバ−３０は該トラックレール
２７の外側に配置されている。
【００３３】上記スライドメンバ−３０にはボール循環
路（図示せず）が形成されており、該ボール循環路内に
は多数のボール３３が配列収容されている。これらのボ
ール３３は、トラックレール２７に対するスライドメン
バ−３０の移動に伴ってトラックレール２７の軌道溝２
７ａ上を転動しつつ循環してトラックレール２７及びス
ライドメンバ−３０の間で荷重を受ける。
【００３４】図９に示すように、上記スライドメンバ−
３０は、ケーシング３４と、該ケーシング３４の両端部
になべ小ねじ３５により結合された一対のエンドキャッ
プ３６ａ，３６ｂと、該両エンドキャップ３６ａ，３６
ｂの外面に共締めされた２枚のシール３７ａ及び３７ｂ
とを有している。上記ボール循環路は、ケーシング３４
を直線的に貫くようにかつ互いに平行に形成された負荷
軌道溝及びリターン路と、両エンドキャップ３６ａ，３
６ｂに形成されて該負荷軌道溝及びリターン路の両端部
同士を連通させる一対の略円弧状の方向転換路とからな
る。そして該負荷軌道溝がトラックレール２７の軌道溝
２７ａと対向している。
【００３５】上記スライドメンバ−３０は、図９からわ
かるように、全体形状が断面略直方体状であって、トラ
ックレール２７の外側側面に略同一高さで位置してお
り、更にその上面が直接移動テ−ブル１０２若しくは中
間テ−ブル１０３に固定されている。従って、これらス
ライドメンバ−３０とトラックレール２７とによって構
成される案内手段はその高さが小さく、駆動装置の薄型
化を可能にしている。
【００３６】図８に示すように、当該ＸＹ駆動装置は、
第１の駆動手段１０５ａ及び第２の駆動手段１０５ｂを
移動テーブル１０２及び中間テ−ブル１０３の各々の下
面側中央に互いに直交する方向に配置し、且つ上記構成
の第１の案内手段１０７ａ及び第２の案内手段１０７ｂ
を該各駆動手段１０５ａ，１０５ｂの各々に沿ってその
側部に配置している。このように配置することにより、
図１０に示すように第１の駆動手段１０５ａ、第２の駆
動手段１０５ｂ自身もその高さを抑えることが可能とな
り、駆動装置全体としての薄型化を可能にしている。
【００３７】尚、これまでに説明した第１実施例及び第
２実施例の各ＸＹ駆動装置においては、ねじ軸１２に形
成された左右のねじ溝１２ａ，１２ｂが互いに交差して
おり、この構成に基づいて両ナット１５，１６を互いに
近接させて配置し、以て該各ねじ軸１２の軸方向におけ
る装置の小型化を図っているが、下記の構成とすること
も可能である。
【００３８】即ち、図１１に示すように、ねじ軸１２に
ついて、その略中央部を境として左及び右の各ねじ溝１
２ａ，１２ｂを分けて形成し、該両ねじ溝１２ａ，１２
ｂの各々に対応するように各ナット１５，１６を離間し
て配置する構成である。なお、参照符号３８は、該両ナ
ット１５，１６を図示しない台座に対して回転自在に取
り付けるための軸受、この場合アンギュラ形ラジアル玉
軸受を示す。しかしながら、上記各実施例のように、ね
じ軸１２の左右２種類のねじ溝１２ａ，１２ｂ同士を交
差する状態にて形成したことにより、各ナット１５、１
６を互いに近接して配置し得、該各ナット及びこれらを
回転自在に支える軸受構造の小型化、特に各ナットの軸
方向における小型化が達成されている。
【００３９】また、上記各実施例に示したねじ軸１２に
形成された２種類のねじ溝１２ａ，１２ｂについては、
そのピッチが互いに等しくてもよいし、異なってもよ
い。但し、ピッチが異なる場合、両ナット１５，１６の
回転量制御を変化させる必要がある。
【００４０】更に、上記各実施例においては、ボールね
じのナットが各駆動ユニット毎に２つ設けられている
が、例えば４つや６つなど、その数については、駆動力
の増大等の必要に応じて適宜設定され得る。
【００４１】また、本発明の実施例としてここでは２次
元駆動としてのＸＹ駆動装置を例にして説明したが、１
次元駆動を行う駆動装置にも適用できるものであること
は勿論である。具体的には、図１に示す装置において、
中間テ−ブル１０３上の各部材を取りはずし、該中間テ
−ブル１０３を移動テ−ブルとしてベッド１０１に対し
て１次元的に直線運動を行わせる構成が考えられる。
【００４２】また、上記の各実施例では、移動部材の案
内をなす案内手段として、トラックレール等からなる機
械的構成のものを示したが、流体（空気や油）の圧力や
マグネットの磁力により移動部材を浮揚させる構成の案
内手段とすることもできる。但し、このような機械的構
成の案内手段を採用したことにより、正確且つスムーズ
な案内が行われる。
【００４３】また、上記の各実施例においては、装置全
体としての分解能を極めて高いものとする目的で、２つ
のモータに付設されるロータリエンコーダすなわち検出
手段各々の分解能を異ならしめているが、下記の構成に
よっても同等の高い分解能が得られる。
【００４４】まず、上記検出手段各々の分解能を同一と
し、ねじ軸１２に形成された左右２種類のねじ溝１２
ａ，１２ｂのリードをわずかに異ならしめる構成であ
る。
【００４５】次に、上記検出手段各々の分解能を異なら
しめると同時に、上記左右２種類のねじ溝１２ａ、１２
ｂのリードに関してもわずかに異なるように設定する構
成である。
【００４６】具体的には、例えば、上述において、第２
の駆動手段１０５ｂのモータ１７、１８に付設されるロ
ータリエンコーダの分割数Ｅ１、Ｅ２は同一で、Ｅ１
（Ｅ２）＝２０００として、ねじ軸１２の一方のねじ溝
１２ａのリードが２０［ｍｍ］、他方のねじ溝１２ｂの
リードが１８［ｍｍ］である場合、それぞれ個別の分解
能は１０［μｍ］、９［μｍ］であるが、総合するとそ
の差の半分すなわち０．５［μｍ］となる。従って、２
０倍の分解能が得られるに等しくなる。
【００４７】また、上述のように第２の駆動手段１０５
ｂのモータ１７、１８に付設されるロータリエンコーダ
の分割数を異ならしめ、さらに上述のように左右２種類
のねじ溝１２ａ、１２ｂのリードをわずかに異ならしめ
れば相乗して分解能が向上されることになる。
【００４８】また、第１の駆動手段１０５ａに関しても
同様であり、これにより、移動テーブル１０２の位置決
め精度は飛躍的に向上する。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ねじ軸をして進退運動を行わせるべく設けられた複
数のナットを回転駆動する回転駆動手段が、該各ナット
の回転量を検出する検出手段を含み、該検出手段各々は
その分解能が互いに異なるように構成され、若しくは検
出手段各々が互いに同一の分解能を有し且つ左右２種類
のねじ溝のリードがわずかに異なるように構成され、又
は、検出手段各々が異なる分解能を有し且つ左右２種類
のねじ溝のリードがわずかに異なるように構成されてい
る。これにより、装置全体としての分解能が飛躍的に向
上し、送り精度が安価にて高められている。更に、本発
明においては、ねじ軸の左右２種類のねじ溝各々が互い
に交差する状態にて形成されている。これによって複数
のナット間の距離を小さく設定することができ、装置の
小型化が達成されている。また、本発明においては、案
内手段としてトラックレールとスライドユニット（摺動
台）とからなる機械的構成のものを採用している。これ
により、分解能が向上した装置によって正確且つスムー
ズな送りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例としてのＸＹ駆動
装置の、一部断面を含む斜視図である。
【図２】図２は、図１に示したＸＹ駆動装置が具備する
案内手段の要部を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図２に関するＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図１に示したＸＹ駆動装置が具備する
案内手段の要部の一部断面を含む斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した構成の平面図である。
【図６】図６は、図１に示したＸＹ駆動装置が具備する
駆動手段の要部を示す縦断面図である。
【図７】図７は、図６に示した構成の一部の縦断面図で
ある。
【図８】図８は、本発明の第２実施例としてのＸＹ駆動
装置の、一部断面を含む斜視図である。
【図９】図９は、図８に示したＸＹ駆動装置が具備する
案内手段の要部の、一部断面を含む斜視図である。
【図１０】図１０は、図８に示したＸＹ駆動装置が具備
する駆動手段の要部を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、駆動手段の変形例を示す要部側面
図である。
【図１２】図１２は、従来のＸＹ駆動装置の斜視図であ
る。
【符号の説明】
１ トラックレール １ａ 軌道溝（軌道） ２ 転動体循環路 ３ スライドユニット（摺動台） ４ ボール（転動体） １２ ねじ軸 １２ａ，１２ｂ ねじ溝 １５，１６ ナット １７，１８ モータ １９ ボール循環路 ２０ ボール ２７ トラックレール ２７ａ 軌道溝（軌道） ３０ スライドメンバー（摺動台） １０１ ベッド １０２ 移動テーブル １０３ 中間テーブル １０４ａ、１０７ａ 第１の案内手段 １０４ｂ、１０７ｂ 第２の案内手段 １０５ａ 第１の駆動手段 １０５ｂ 第２の駆動手段

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    ール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボールと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを備え、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は異なる分解能を有しているこ
    とを特徴とする駆動装置。
  2. 【請求項２】 左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    ール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボールと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを備え、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は互いに同一の分解能を有し、
    前記左右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたも
    のでなることを特徴とする駆動装置。
  3. 【請求項３】 左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボール循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    ール循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボールと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを備え、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は異なる分解能を有し、前記左
    右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたものでな
    ることを特徴とする駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記ねじ軸に形成された左右２種類のね
    じ溝各々が互いに交差する状態にて形成されていること
    を特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１記
    載の駆動装置。
  5. 【請求項５】 ベッドと、該ベッドに対して移動する移
    動部材と、該移動部材を案内する案内手段と、該移動部
    材を駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段は、左右２
    種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一
    方ずつに対応するボール循環路が設けられて該ねじ軸に
    嵌挿された複数のナットと、該ボール循環路内に配列収
    容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に伴って循環す
    る複数のボールと、前記ナット各々を回転自在に支持す
    る支持機構と、前記ナット各々を個別に回転駆動し得る
    回転駆動手段とを有し、該回転駆動手段は、前記ナット
    各々の回転量を検出する検出手段を含み、該検出手段各
    々は異なる分解能を有していることを特徴とする駆動装
    置。
  6. 【請求項６】 ベッドと、該ベッドに対して移動する移
    動部材と、該移動部材を案内する案内手段と、該移動部
    材を駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段は、左右２
    種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一
    方ずつに対応するボール循環路が設けられて該ねじ軸に
    嵌挿された複数のナットと、該ボール循環路内に配列収
    容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に伴って循環す
    る複数のボールと、前記ナット各々を回転自在に支持す
    る支持機構と、前記ナット各々を個別に回転駆動し得る
    回転駆動手段とを有し、該回転駆動手段は、前記ナット
    各々の回転量を検出する検出手段を含み、該検出手段各
    々は互いに同一の分解能を有し、前記左右２種類のねじ
    溝のリードをわずかに異にしたものでなることを特徴と
    する駆動装置。
  7. 【請求項７】 ベッドと、該ベッドに対して移動する移
    動部材と、該移動部材を案内する案内手段と、該移動部
    材を駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段は、左右２
    種類のねじ溝が形成されたねじ軸と、該ねじ溝各々の一
    方ずつに対応するボール循環路が設けられて該ねじ軸に
    嵌挿された複数のナットと、該ボール循環路内に配列収
    容されて該ねじ軸及びナットの相対回転に伴って循環す
    る複数のボールと、前記ナット各々を回転自在に支持す
    る支持機構と、前記ナット各々を個別に回転駆動し得る
    回転駆動手段とを有し、該回転駆動手段は、前記ナット
    各々の回転量を検出する検出手段を含み、該検出手段各
    々は異なる分解能を有し、前記左右２種類のねじ溝のリ
    ードをわずかに異にしたものでなることを特徴とする駆
    動装置。
  8. 【請求項８】 前記ねじ軸に形成された左右２種類のね
    じ溝各々が互いに交差する状態にて形成されていること
    を特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか１記
    載の駆動装置。
  9. 【請求項９】 前記案内手段は、長手方向に沿って軌道
    が形成されたトラックレ−ルと、該トラックレールに対
    して相対運動自在な摺動台とを有することを特徴とする
    請求項５乃至請求項８のうちいずれか１記載の駆動装
    置。
  10. 【請求項１０】 一対の相対移動部材と、該相対移動部
    材双方を二次元的に相対移動自在に案内する案内手段
    と、該相対移動部材各々を相対駆動する駆動手段とを備
    え、前記案内手段は、前記一対の相対移動部材のいずれ
    か一方を担持してこれを所定方向において案内する第１
    の案内手段と、該第１の案内手段を担持してこれを他方
    の相対移動部材に対して前記所定方向とは略垂直な方向
    において案内する第２の案内手段とを有し、前記駆動手
    段は、前記第１の案内手段及び第２の案内手段に対応し
    て設けられ、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボ−ル循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    −ル循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボ−ルと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は異なる分解能を有しているこ
    とを特徴とするＸＹ駆動装置。
  11. 【請求項１１】 一対の相対移動部材と、該相対移動部
    材双方を二次元的に相対移動自在に案内する案内手段
    と、該相対移動部材各々を相対駆動する駆動手段とを備
    え、前記案内手段は、前記一対の相対移動部材のいずれ
    か一方を担持してこれを所定方向において案内する第１
    の案内手段と、該第１の案内手段を担持してこれを他方
    の相対移動部材に対して前記所定方向とは略垂直な方向
    において案内する第２の案内手段とを有し、前記駆動手
    段は、前記第１の案内手段及び第２の案内手段に対応し
    て設けられ、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボ−ル循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    −ル循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボ−ルと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は互いに同一の分解能を有し、
    前記左右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたも
    のでなることを特徴とするＸＹ駆動装置。
  12. 【請求項１２】 一対の相対移動部材と、該相対移動部
    材双方を二次元的に相対移動自在に案内する案内手段
    と、該相対移動部材各々を相対駆動する駆動手段とを備
    え、前記案内手段は、前記一対の相対移動部材のいずれ
    か一方を担持してこれを所定方向において案内する第１
    の案内手段と、該第１の案内手段を担持してこれを他方
    の相対移動部材に対して前記所定方向とは略垂直な方向
    において案内する第２の案内手段とを有し、前記駆動手
    段は、前記第１の案内手段及び第２の案内手段に対応し
    て設けられ、左右２種類のねじ溝が形成されたねじ軸
    と、該ねじ溝各々の一方ずつに対応するボ−ル循環路が
    設けられて該ねじ軸に嵌挿された複数のナットと、該ボ
    −ル循環路内に配列収容されて該ねじ軸及びナットの相
    対回転に伴って循環する複数のボ−ルと、前記ナット各
    々を回転自在に支持する支持機構と、前記ナット各々を
    個別に回転駆動し得る回転駆動手段とを有し、該回転駆
    動手段は、前記ナット各々の回転量を検出する検出手段
    を含み、該検出手段各々は異なる分解能を有し、前記左
    右２種類のねじ溝のリードをわずかに異にしたものでな
    ることを特徴とするＸＹ駆動装置。
  13. 【請求項１３】 前記ねじ軸に形成された左右２種類の
    ねじ溝各々が互いに交差する状態にて形成されているこ
    とを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のうちいずれ
    か１記載のＸＹ駆動装置。
  14. 【請求項１４】前記第１の案内手段及び第２の案内手段
    は、長手方向に沿って軌道が形成されたトラックレ−ル
    と、該トラックレ−ルに対して相対運動自在な摺動台と
    を有することを特徴とする請求項１０乃至請求項１３の
    うちいずれか１記載のＸＹ駆動装置。
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