JP3459315B2 - 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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JP3459315B2
JP3459315B2 JP14127995A JP14127995A JP3459315B2 JP 3459315 B2 JP3459315 B2 JP 3459315B2 JP 14127995 A JP14127995 A JP 14127995A JP 14127995 A JP14127995 A JP 14127995A JP 3459315 B2 JP3459315 B2 JP 3459315B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，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，該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１２に示すＸＹ駆動装置は，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，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，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が乎行に取
り付けられている。そして，これらの上下のトラックレ
ール１５４及び１５５の相互交差部間に各々摺動台１５
７が配設されており，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，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１２に示すように，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１６２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，
各ねじ軸１６４，１６５の一端が，連結プレート１６
７，１６８を介して摺動台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】上記の如き装置につい
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】この発明の目的は，上記の点に鑑みてなさ
れたものであり，高価なエンコーダを用いずに送り精度
を向上させた駆動装置及び該駆動装置を含むＸＹ駆動装
置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は，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，該検出手段は前記
ナット各々で異なる分解能を有していることを特徴とす
る駆動装置に関する。また，この発明は，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ことを特徴とする駆動装置
に関する。更に，この駆動装置は，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
形成されているものである。
【００１０】また，この発明は，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，該検出手段は前記ナット各々で異なる分解能を有し
ていることを特徴とする駆動装置に関する。また，この
発明は，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ことを特徴とする駆動装置
に関する。更に，この駆動装置は，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
形成されているものである。また，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ールと，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
るものである。
【００１１】また，この発明は，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，該検出手段は前記ナット各々で異
なる分解能を有していることを特徴とするＸＹ駆動装置
に関する。
【００１２】 また，この発明は，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，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駆動装置に関す
る。
【００１３】 また，このＸＹ駆動装置は，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ものである。更に，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ールと，該トラックレールに対し
て相対運動自在摺動台とを有するものである。
【００１４】上記の構成においては，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，又は検出手段は前記ナット
各々で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。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下，この発明の実施例について
添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】図１はこの発明の第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，この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
１０１及び移動テーブル１０２を有しでおり，ベッド１
０１が固定側として下方に配置され，移動テーブル１０
２がベッド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。
【００１７】ベッド１０１と移動テーブル１０２の間に
は，移動テーブル１０２と略同一形状の中間テーブル１
０３が配設されており，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１
０４ａ及び第２の案内手段１０４ｂが介装されている。
すなわち，第ｌの案内手段１０４ａは中間テーブル１０
３上に設けられ，移動テーブル１０２を担持してこれを
上記Ｘ方向において案内する。また，第２の案内手段１
０４ｂはベッド１０１上に設けられ，中間テーブル１０
３を担持してこれを上記Ｙ方向において案内する。
【００１８】移動テーブル１０２と中間テーブル１０３
との間には，移動テーブル１０２を中間テーブル１０３
に対して上記Ｘ方向において駆動する第１の駆動手段１
０５ａが，また，中間テーブル１０３とベッド１０１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。第１の駆動手段１０５ａ及び第２の
駆動手段１０５ｂは，第１の案内手段１０４ａ及び第２
の案内手段１０４ｂに夫々対応して設けられている。
【００１９】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，第１の駆動手段
１０５ａと第２の駆動手段１０５ｂとで，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。
【００２０】以下，まず上記案内手段について詳細に説
明する。また，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。
【００２１】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，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，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。
【００２２】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，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。
【００２３】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，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，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７
ａ，７ｂに形成されて，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。また，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。
【００２４】また，図４及び図５において，参照符号１
ｂで示すのは，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，ブラケット１
０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。
【００２５】次に，前述した駆動手段について詳細に説
明する。また，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。
【００２６】図６に示すように，第２駆動手段１０５ｂ
は，中間テーブル１０３から垂下した両側壁１０３ａに
ボー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，ベッド１０１の上面に固定さ
れた台座１３にボー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，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１
７及び１８とから成る。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。また，台座１３及び軸受１４を支持機構と総
称する。また，両モータ１７，１８については，台座１
７ａ，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。
【００２７】図７は，ねじ軸１２と一方のナット１５と
の関係を示したものであり，ねじ軸１２と他方のナット
１６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。
【００２８】図７からわかるように，ナット１５は戻り
管１９ａが設けられること等によって一方のねじ溝１２
ｂに対応するボール循環路１９が形成されている。そし
て，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。
【００２９】また，モータ１７及び１８は，例えば，ス
テッピングモータあるいはサーボモータからなり，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。
【００３０】次に，第２の駆動手段１０５ｂの作動によ
りなされるベッド１０１に対する中間テーブル１０３の
移動作用について説明する。
【００３１】まず，中間テーブル１０３を移動（Ｙ方
向）させるには，ねじ軸１２を進退さぜる必要がある
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】
【００３２】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
する中間テーブル１０３が，ベッド１０１に対してＹ方
向に移動する。この時，中間テーブル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，ねじ軸
１２を支持する移動テーブル１０２が中間テーブル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。
【００３３】上述の如きＸＹ方向への移動テーブル１０
２の移送制御は，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
各モー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（μ
ｍ）である。一方，本実施例においては，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，これらの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１
７に付設されるロータリエンコーダの分割数Ｅ1 ＝２０
００，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。
【００３４】また，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み合わせることによっ
て，低コストで高精度のＸＹ駆動装置とすることができ
る。
【００３５】次に，この発明の第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。
この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
に構成されているので，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，上記第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。
【００３６】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，それぞれ，２本のト
ラックレール２７と，トラックレール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ー３０とによ
って構成される。トラックレール２７は，ベッド１０１
若しくは中間テーブル１０３の上面側に複数のボルトに
よって締結され，スライドメンバー３０については，移
動テーブル１０２若しくは中間テーブル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，スライドメンバー３０は，トラックレール
２７の外側に配置されている。
【００３７】スライドメンバー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
ー３０の移動に伴ってトラックレール２７の軌道溝２７
ａ上を転動しつつ循環してトラックレール２７及びスラ
イドメンバー３０の間で荷重を受ける。
【００３８】図９に示すように，スライドメンバー３０
は，ケーシング３４と，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３６
ａ，３６ｂと，両エンドキャップ３６ａ，３６ｂ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，３６ｂに形
成されて上記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，上記負荷軌道溝がトラックレール２７の軌道溝２
７ａと対向している。
【００３９】スライドメンバー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ーブル１０２若しくは中間テー
ブル１０３に固定されている。従って，これらのスライ
ドメンバー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。
【００４０】図８に示すように，この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及び中間テーブル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。
【００４１】また，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，もって各ねじ軸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。
【００４２】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１２
ａ，１２ｂを分けて形成し，両ねじ溝１２ａ，１２ｂの
各々に対応するように各ナット１５，１６を離間して配
置する構成てある。また，参照符号３８は，両ナット１
５，１６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１５，１６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。
【００４３】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。
【００４４】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つ等，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。
【００４５】また，この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，中間テーブル１０３上の各部材を取りはずし，中
間テーブル１０３を移動テーブルとしてベッド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。
【００４６】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。
【００４７】次に，上記検出手段はナット１５，１６各
々で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，１２ｂのリードに関してもわずかに異な
るように設定すれば，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，この発明において
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，該検出手段は前記
ナット各々でその分解能が互いに異なるように構成さ
れ，又は，検出手段は前記ナット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，この発明については，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，
この発明については，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】この発明の第１実施例としてのＸＹ駆動装置を
示す一部断面を含む斜視図である。
【図２】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２の案内手段の要部についての図２に関する
Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示したＸＹ駆動装置が具備する案内手段
の要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図５】図４の案内手段の要部についての構成を示す平
面図である。
【図６】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６に示した駆動手段の要部の一部を示す縦断
面図である。
【図８】この発明の第２実施例としてのＸＹ駆動装置を
示す一部断面を含む斜視図である。
【図９】図８に示したＸＹ駆動装置が具備する案内手段
の要部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１０】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】この発明の駆動手段の変形例を示す要部側面
図である。
【図１２】従来のＸＹ駆動装置を示す斜視図である。
【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 (11)

    (57)【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，該検出手段は前記ナット各々で異なる分解能を
    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。
  3. 【請求項３】 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又は請求項２に記載されている駆
    動装置。
  4. 【請求項４】 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，該検出手段は
    前記ナット各々で異なる分解能を有していることを特徴
    とする駆動装置。
  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，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。
  6. 【請求項６】 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４又は請求項５に記載されている駆
    動装置。
  7. 【請求項７】 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ールと，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４乃至請求項６のうちいずれか１項に記載されて
    いる駆動装置。
  8. 【請求項８】 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，該検出手段は前記ナット各々で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。
  9. 【請求項９】 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，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。
  10. 【請求項１０】 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８又は請求項９に記載されている
    ＸＹ駆動装置。
  11. 【請求項１１】 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ー
    ルと，該トラックレールに対して相対運動自在摺動台と
    を有することを特徴とする請求項８乃至請求項１０のう
    ちいずれか１項に記載されているＸＹ駆動装置。
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