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JPH0678658U - Feeding mechanism - Google Patents

Feeding mechanism

Info

Publication number
JPH0678658U
JPH0678658U JP2536093U JP2536093U JPH0678658U JP H0678658 U JPH0678658 U JP H0678658U JP 2536093 U JP2536093 U JP 2536093U JP 2536093 U JP2536093 U JP 2536093U JP H0678658 U JPH0678658 U JP H0678658U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetized
feed mechanism
mechanism according
screw
thread groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2536093U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
誠治 武井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Thompson Co Ltd filed Critical Nippon Thompson Co Ltd
Priority to JP2536093U priority Critical patent/JPH0678658U/en
Publication of JPH0678658U publication Critical patent/JPH0678658U/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 XYテーブル等、組込まれるべき装置の小型
化及びコスト低減に寄与し、しかもナットの位置決めの
信頼性が高い送りねじを提供すること。 【構成】 ねじ軸1のねじ溝1a間に該ねじ溝に沿って
被検知部11を形成し、ナット2側に該被検知部11を
検知する検知手段15、19、20を設け、以て上記の
効果を得ている。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a feed screw that contributes to downsizing and cost reduction of a device to be incorporated, such as an XY table, and has high reliability in nut positioning. A detected part 11 is formed between the thread grooves 1a of the screw shaft 1 along the thread grooves, and detection means 15, 19, 20 for detecting the detected part 11 are provided on the nut 2 side. The above effect is obtained.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は送り機構に関する。 The present invention relates to a feeding mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

図9に、従来の送り機構の一例としてボールねじを示す。 FIG. 9 shows a ball screw as an example of a conventional feeding mechanism.

【0003】 図において、ねじ軸1はこの場合1条のものであり、ナット2は該ねじ軸1に 遊嵌している。図10に示すように、ナット2には、ねじ軸1のねじ溝1aに対 応する負荷軌道溝2aを含むボール循環路が形成されており、多数のボール3が 該ボール循環路内に配列収容されている。これらボール3は、ねじ軸1の回転に 伴って循環し、ねじ軸1とナット2との間で荷重を負荷する。なお、ねじ軸1は 、図9に示すサーボモータ5の出力軸5aに対して図示しないカップリングを介 して連結される。In the figure, the screw shaft 1 is a single thread in this case, and the nut 2 is loosely fitted in the screw shaft 1. As shown in FIG. 10, the nut 2 is formed with a ball circulation path including a load raceway groove 2a corresponding to the thread groove 1a of the screw shaft 1, and a large number of balls 3 are arranged in the ball circulation path. It is housed. These balls 3 circulate as the screw shaft 1 rotates, and apply a load between the screw shaft 1 and the nut 2. The screw shaft 1 is connected to the output shaft 5a of the servomotor 5 shown in FIG. 9 via a coupling (not shown).

【0004】 上記した構成のボールねじは、例えば、具備した可動テーブルを互いに直交す るX方向及びY方向に移動させるいわゆるXYテーブルの駆動装置として組込ま れ、該可動テーブルに対して上記ナット2が連結され、ねじ軸1が回転駆動され ることにより作動する。The ball screw having the above-mentioned configuration is incorporated, for example, as a so-called XY table driving device that moves a provided movable table in mutually orthogonal X and Y directions, and the nut 2 is attached to the movable table. The screw shaft 1 is connected and operates by being rotationally driven.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

XYテーブルのように極めて高い作動精度が要求される装置の場合、ナット2 の位置を高精度に検出する必要があり、そのための位置検出手段として図9に示 すような長尺のリニアスケール6及びセンサ7からなるものが併設される。この リニアスケール6は、例えば、その長手方向において微細に多極着磁されたもの で、固定側に設けられる。また、センサ7は磁気センサからなり、ナット2に取 付けられる。 In the case of a device such as an XY table that requires extremely high operating accuracy, it is necessary to detect the position of the nut 2 with high accuracy, and as a position detecting means therefor, a long linear scale 6 as shown in FIG. 9 is used. And a sensor 7 are installed side by side. The linear scale 6 is, for example, one that is finely magnetized in multiple poles in the longitudinal direction, and is provided on the fixed side. The sensor 7 is a magnetic sensor and is attached to the nut 2.

【0006】 上記から明らかなように、従来の送り機構においては、ナットの位置を検出す べく設けられる位置検出手段が、これを構成する部品の占有スペースが大きく、 また比較的高価であり、組込まれるべきXYテーブル等の小型化及び低コスト化 を図る上で解決されるべき問題となっている。As is apparent from the above, in the conventional feed mechanism, the position detecting means provided for detecting the position of the nut occupies a large space for the components constituting the nut, is relatively expensive, and is incorporated. This is a problem to be solved in order to reduce the size and cost of an XY table or the like.

【0007】 また、上記ねじ軸1は所定のベース部材(図示せず)上に軸受を介して取り付 けられ、リニアスケール6についても該ベース部材上にブラケット等を介して取 り付けられることから、ねじ軸1とリニアスケール6との間には機構的に、これ らベース部材、軸受及びブラケット等の多数の部材が介在することとなる。よっ て、上記位置検出手段による検出精度を高く設定しようとも、これら各部材同士 の組付け誤差などが影響してナットの位置決めの信頼性を高めることは必ずしも 容易ではなかった。The screw shaft 1 is mounted on a predetermined base member (not shown) via a bearing, and the linear scale 6 is also mounted on the base member via a bracket or the like. Therefore, a large number of members such as a base member, a bearing and a bracket are mechanically interposed between the screw shaft 1 and the linear scale 6. Therefore, even if the detection accuracy of the position detecting means is set to be high, it is not always easy to increase the reliability of the nut positioning due to the assembly error between these members.

【0008】 そこで、本考案は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、XYテ ーブル等、組込まれるべき装置の小型化及びコスト低減に寄与し、しかも、ナッ トの位置決めの信頼性が高い送り機構を提供することを目的としている。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and contributes to downsizing and cost reduction of a device to be incorporated such as an XY table and the reliability of nut positioning. The purpose of the present invention is to provide a feeding mechanism having high performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案による送り機構は、ねじ軸のねじ溝間に該ねじ溝に沿って被検知部が形 成され、ナット側に該被検知部を検知する検知手段が設けられるように構成した ものである。 The feed mechanism according to the present invention is configured such that a detected portion is formed between the screw grooves of the screw shaft along the screw groove, and a detecting means for detecting the detected portion is provided on the nut side. .

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

次に、本考案の実施例について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下 に示す各実施例としてのボールねじは、説明する部分以外は図9及び図10に示 した従来のボールねじと同様に構成されている故、全体としての説明は省略する 。また、以下の説明において、該従来のボールねじの構成部分と同一の構成部分 については同じ参照符号を用いている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The ball screw as each of the following embodiments has the same structure as the conventional ball screw shown in FIGS. 9 and 10 except for the parts described below, and therefore the description thereof as a whole will be omitted. Further, in the following description, the same reference numerals are used for the same components as those of the conventional ball screw.

【0011】 図1に、本考案の第1実施例としてのボールねじを示す。FIG. 1 shows a ball screw as a first embodiment of the present invention.

【0012】 図示のように、当該ボールねじにおいては、ねじ軸1のねじ溝1a間に、該ね じ溝1aに沿って被検知部11が形成されている。そして、ナット2に設けられ たフランジ部2cには、該被検知部11を検知する検知手段(後述)を内蔵した 小さなケース12が取り付けられている。As shown in the figure, in the ball screw, a detected portion 11 is formed between the screw grooves 1a of the screw shaft 1 along the screw groove 1a. Then, on the flange portion 2c provided on the nut 2, a small case 12 incorporating a detecting means (described later) for detecting the detected portion 11 is attached.

【0013】 ねじ溝1a間の表面には、図2に示すように磁性皮膜14が設けられており、 上記被検知部11は該磁性皮膜14に対して下記のように着磁することにより形 成されている。なお、この磁性皮膜14は、溶融状態の磁性剤をねじ軸1のねじ 溝1a間に塗布し、固化させてなる。但し、このように磁性皮膜14を形成する ことをせず、ねじ軸1自体の表層部分に直接着磁することも可能である。A magnetic film 14 is provided on the surface between the screw grooves 1a as shown in FIG. 2, and the detected portion 11 is formed by magnetizing the magnetic film 14 as described below. Is made. The magnetic film 14 is formed by applying a molten magnetic agent between the thread grooves 1a of the screw shaft 1 and solidifying the magnetic agent. However, it is also possible to directly magnetize the surface layer portion of the screw shaft 1 itself without forming the magnetic film 14 in this way.

【0014】 図3は、螺旋状のねじ溝1aに沿って設けられた上記被検知部11を直線的に 展開した状態を示すものである。FIG. 3 shows a state in which the detected portion 11 provided along the spiral thread groove 1a is linearly developed.

【0015】 図示のように、被検知部11は、ねじ溝1aに沿って多極着磁してなる。この 場合、上記ナット2の位置検知用として、ねじ溝1aに沿ってN及びSの磁極を 微細にかつ交互に配設着磁している。図3において、この各々の着磁部について は参照符号16にて示しているが、ハッチング(点による)を付すと共に参照符 号17にて示しているのは非着磁部である。図示のように、これら着磁部16は 、その各々の、ねじ溝1aに沿う方向の境界16aが、該ねじ溝1aに対して垂 直若しくは略垂直となっている。なお、上記各着磁部16のうち最端に位置する ものに対応して、測定基準となる原点としての着磁部18が設けられている。As shown in the figure, the detected part 11 is multi-polarized along the thread groove 1a. In this case, for detecting the position of the nut 2, N and S magnetic poles are finely and alternately arranged and magnetized along the thread groove 1a. In FIG. 3, the respective magnetized portions are indicated by reference numeral 16, but the non-magnetized portions are indicated by reference numeral 17 with hatching (by dots). As shown, each of the magnetized portions 16 has a boundary 16a in the direction along the thread groove 1a that is perpendicular or substantially perpendicular to the thread groove 1a. A magnetizing part 18 as an origin serving as a measurement reference is provided corresponding to the one located at the extreme end of each of the magnetizing parts 16.

【0016】 一方、前述のケース12内に設けられて上記被検知部11を検知する検知手段 については、下記の各磁気センサにより構成されている。On the other hand, the detecting means provided in the case 12 for detecting the detected portion 11 is composed of the following magnetic sensors.

【0017】 すなわち、図3に示すように、上記各着磁部16を検知するために設けられた ホール効果素子等からなる2つの磁電変換素子19及び20と、原点たる着磁部 18を検知するための磁気抵抗素子(MR素子)15とである。That is, as shown in FIG. 3, two magnetoelectric conversion elements 19 and 20 such as Hall effect elements provided for detecting each magnetized portion 16 and a magnetized portion 18 serving as an origin are detected. And a magnetoresistive element (MR element) 15 for doing so.

【0018】 上記磁電変換素子20は、磁電変換素子19に対して各着磁部16間のピッチ Pの1/2だけずれて設けられており、これにより図5の(A)に示す波形に対 してπ/2だけ位相の異なる波形が得られる。なお、図5に示すように、磁電変 換素子19及び磁電変換素子20により得られる波形はOレベルを基準として正 ・負の連続した正弦波が得られるが、図4に示すように増幅回路21a及び21 bを通すことによってOレベルからVmaxのレベルになるように増幅処理がな されている。これは後段における信号処理を容易にするためである。The magnetoelectric conversion element 20 is provided so as to be displaced from the magnetoelectric conversion element 19 by 1/2 of the pitch P between the magnetized portions 16, so that the waveform shown in FIG. On the other hand, a waveform having a phase difference of π / 2 is obtained. As shown in FIG. 5, the waveforms obtained by the magnetoelectric conversion element 19 and the magnetoelectric conversion element 20 are continuous positive and negative sine waves with the O level as a reference, but as shown in FIG. Amplification processing is performed so that the O level is changed to the Vmax level by passing through 21a and 21b. This is to facilitate signal processing in the subsequent stage.

【0019】 次に、上記検知手段より発せられる検知信号に基づいてナット2の位置制御を なす制御系の構成について説明する。Next, the configuration of the control system that controls the position of the nut 2 based on the detection signal generated by the detection means will be described.

【0020】 図4に示すように、磁電変換素子19及び磁電変換素子20より出力された波 形は増幅回路21a及び21bに入力される。この増幅回路21a及び21bは 、A/D変換回路22a及び22b、ラッチ回路23a及び23b、マルチプレ クサ(MPX)24が順次接続され、このマルチプレクサ24の出力がCPU( 制御回路)25に入力される構成となっている。また、CPU25にはメモリ( ROM)27及び計数手段としてのアップダウンカウンタ28、D/A変換回路 29が接続されている。As shown in FIG. 4, the waveforms output from the magnetoelectric conversion element 19 and the magnetoelectric conversion element 20 are input to the amplifier circuits 21a and 21b. A / D conversion circuits 22a and 22b, latch circuits 23a and 23b, and a multiplexer (MPX) 24 are sequentially connected to the amplifier circuits 21a and 21b, and an output of the multiplexer 24 is input to a CPU (control circuit) 25. It is composed. Further, a memory (ROM) 27, an up / down counter 28 as a counting means, and a D / A conversion circuit 29 are connected to the CPU 25.

【0021】 上記A/D変換回路22a及び22bは、前段の増幅回路21a及び21bに よりレベル増幅されたアナロング波形を二値化データに変換してラッチ回路23 a及び23bに夫々のデータを入力する。このラッチ回路23a及び23bは、 前段のA/D変換回路22a及び22bによって刻刻変換されるデータを同期処 理するために該A/D変換回路22aと22bのデータをラッチしてホールドさ せる。このホールドされたデータはマルチプレクサ(MPX)24に入力される 。このマルチプレクサ(MPX)24は、後段のCPU25に出力する場合にラ ッチ回路23a及び23bでラッチ処理されたデータを同時に出力することがで きないので、時分割処理して別々にCPU25に出力して演算処理がなされる。The A / D conversion circuits 22a and 22b convert the analog waveforms, which have been level-amplified by the amplification circuits 21a and 21b at the preceding stage, into binarized data and input the respective data to the latch circuits 23a and 23b. To do. The latch circuits 23a and 23b latch and hold the data of the A / D conversion circuits 22a and 22b in order to synchronously process the data which is converted by the A / D conversion circuits 22a and 22b at the previous stage. . The held data is input to the multiplexer (MPX) 24. Since this multiplexer (MPX) 24 cannot output the data latched by the latch circuits 23a and 23b at the same time when outputting to the CPU 25 in the subsequent stage, it performs time-division processing and outputs to the CPU 25 separately. Then, arithmetic processing is performed.

【0022】 次に、CPU25の演算処理について説明する。Next, the arithmetic processing of the CPU 25 will be described.

【0023】 まず、初期動作としてねじ軸1が回転駆動されてナット2が基準位置に移動し 、磁気抵抗素子15が原点たる着磁部18を検知することにより発する信号に応 じてメモリ(RAM)30にメモリされたスケール位置データがリセットされる 。このリセット指令によりねじ軸1が回転せられてナット2が所望の位置に移動 を開始する。これに応じて磁電変換素子19及び磁電変換素子20から図5(A )及び(B)に示すようなレベル増幅された位相の異なる連続波形が得られる。First, as an initial operation, the screw shaft 1 is rotationally driven to move the nut 2 to a reference position, and the magnetoresistive element 15 detects a magnetized portion 18 which is an origin point. ) The scale position data stored in 30 is reset. By this reset command, the screw shaft 1 is rotated and the nut 2 starts moving to a desired position. In response to this, the level-amplified continuous waveforms having different phases as shown in FIGS. 5A and 5B are obtained from the magnetoelectric conversion element 19 and the magnetoelectric conversion element 20.

【0024】 図5(A)及び(B)に示すように、例えばmの領域についてみると、磁電変 換素子19及び磁電変換素子20の出力データは図5の(A)と(B)とでは対 応する波形が異なることがわかる。その結果、CPU25はこの異なるデータを 比較することによってナット2の移動方向を判定することができる。As shown in FIGS. 5A and 5B, for example, regarding the region of m, the output data of the magnetoelectric conversion element 19 and the magnetoelectric conversion element 20 are as shown in FIGS. It can be seen that the corresponding waveforms are different. As a result, the CPU 25 can determine the moving direction of the nut 2 by comparing the different data.

【0025】 次に、ナット2の移動量については下記のように求まる。Next, the movement amount of the nut 2 is obtained as follows.

【0026】 すなわち、図3において、ケース12に設けられた磁電変換素子19、20及 び磁気抵抗素子15に対する被検知部11の移動量をSとすると、ナット2の移 動量LはL=Ssinβにて求められる。ここでβは、ねじ軸1のねじ溝1aの リード角であり、予め設定される。That is, in FIG. 3, when the amount of movement of the detected portion 11 with respect to the magnetoelectric conversion elements 19, 20 and the magnetoresistive element 15 provided in the case 12 is S, the amount of movement L of the nut 2 is L = Ssinβ Required at. Here, β is a lead angle of the screw groove 1a of the screw shaft 1 and is set in advance.

【0027】 上記の移動量Sは、図5の(A)及び(B)に示すように例えば、磁電変換素 子19の出力をVA 、磁電変換素子20の出力をVB とすると、VA /VB の電 圧の比を求める。これは例えば、磁電変換素子19及び磁電変換素子20と、こ れらに検知されるべき各着磁部16とのギャップの変化により、α×VA 及びα ×VB の電圧が得られるが、このようなギャップが変化したにもかかわらず恰も 移動したような演算処理がなされる恐れがある。そこで、このような機械的な誤 差を防ぐためα×VA /α×VB として処理すると、αは位置データとは関係し ないものとしてVA /VB として求めることができる。As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), for example, the movement amount S is V when the output of the magnetoelectric conversion element 19 is V A and the output of the magnetoelectric conversion element 20 is V B. Calculate the voltage ratio of A / V B. This is because, for example, a voltage of α × V A and α × V B can be obtained due to a change in the gap between the magnetoelectric conversion element 19 and the magnetoelectric conversion element 20 and each magnetized portion 16 to be detected. , Even if such a gap changes, there is a possibility that arithmetic processing will be carried out as if it had moved. Therefore, if processing is performed as α × V A / α × V B in order to prevent such a mechanical error, α can be obtained as V A / V B because it has nothing to do with position data.

【0028】 しかして、メモリ27内にはVA /VB に対応する1ピッチ(P)内の微細な 位置データが予めメモリされているので、CPU25は、上記のような演算処理 によって求められたVA /VB の値と一値する値メモリ(ROM)27から読み 出して比較することによって図3に示す距離αを求めることができる。この求め られた距離αの位置データは、それ以前に求められた位置データが既にメモリ3 0にメモリ(前記基準位置から最初に書き込まれる時点ではメモリされていない 。)されているから、該データをCPU25は読み出した後今回求められた距離 αを加算し、これによって算出された距離Sを位置データとしてメモリ30に書 き込む。However, since the fine position data within one pitch (P) corresponding to V A / V B is previously stored in the memory 27, the CPU 25 obtains the above-described arithmetic processing. can determine the distance α as shown in FIG. 3 by which read from V a / V B values and one worthy value memory (ROM) 27 is compared with. Since the position data of the obtained distance α is already stored in the memory 30 (not stored at the time of the first writing from the reference position), the position data previously obtained is stored. After the CPU 25 reads out, the distance α obtained this time is added, and the distance S thus calculated is written in the memory 30 as position data.

【0029】 このような演算処理を繰り返すことによって上記距離Sが前記メモリ30内に 位置データとしてメモリされることになる。By repeating such arithmetic processing, the distance S is stored in the memory 30 as position data.

【0030】 ところで、CPU25には、図示せぬ制御手段によって与えられるパルスをア ップダウンするアップダウンカウンタ28が接続されている。このアップダウン カウンタ28は、メモリ30のリセット指令に対応して作動するように構成され ており、また図3に示す1ピッチ(P)に発生するパルス数が予め求められてい るので、CPU25は、このアップダウンカウンタ28から出力されるパルス数 を計数することによって距離S’を算出することができる。By the way, the CPU 25 is connected to an up / down counter 28 for up / down a pulse given by a control means (not shown). The up / down counter 28 is configured to operate in response to the reset command of the memory 30, and the number of pulses generated in one pitch (P) shown in FIG. The distance S ′ can be calculated by counting the number of pulses output from the up / down counter 28.

【0031】 この求められる距離S’と前記メモリ30内にメモリされた距離Sとを比較し て偏差量を求める。この求められた偏差量をCPU25はD/A変換器29によ り出力する。この出力に基づいてナット2は、正規の位置まで駆動される。The obtained distance S ′ is compared with the distance S stored in the memory 30 to obtain the deviation amount. The CPU 25 outputs the calculated deviation amount by the D / A converter 29. Based on this output, the nut 2 is driven to the regular position.

【0032】 なお、図3から明らかなように、本実施例においては上記磁電変換素子19、 20により検知されるべき各着磁部16が互いに隙間なく形成されているが、こ れら着磁部16間に非着磁部を介在させて各着磁部16間のピッチPを大きく設 定してもよい。As is clear from FIG. 3, in the present embodiment, the magnetized portions 16 to be detected by the magnetoelectric conversion elements 19 and 20 are formed without a gap therebetween. The pitch P between the magnetized portions 16 may be set large by interposing the non-magnetized portions between the portions 16.

【0033】 また、本実施例においては、ねじ軸1のねじ溝1a間に、移動量検知用の着磁 部16と共に、測定基準たる着磁部18をも併設しているが、このねじ溝1a間 の幅寸法が比較的小さくて該着磁部18を設けることが困難な場合、図1におい て参照符号32にて示すスイッチを測定基準位置に対応して設けることなどを行 う。すなわち、ナット2が測定基準位置に戻ることによりこのスイッチ32の作 動子32aに係合してこれを作動させ、原点信号を発生させるものである。Further, in the present embodiment, the magnetizing portion 16 for detecting the movement amount and the magnetizing portion 18 as a measurement reference are also provided between the screw grooves 1a of the screw shaft 1, but this groove is also provided. If the width between 1a is relatively small and it is difficult to provide the magnetized portion 18, a switch indicated by reference numeral 32 in FIG. 1 is provided corresponding to the measurement reference position. That is, when the nut 2 returns to the measurement reference position, it engages with and operates the actuator 32a of the switch 32 to generate the origin signal.

【0034】 続いて、本考案の第2実施例としてのボールねじについて図6及び図7に基づ いて説明する。なお、当該ボールねじは以下に説明する部分以外は図1乃至図4 に示した第1実施例としてのボールねじと同様に構成されている故、要部のみの 説明に留める。また、以下の説明において、第1実施例としてのボールねじと同 一又は対応する構成部分については同じ参照符号を付している。なお、これらの ことは、後述する第3実施例に関しても同様である。Next, a ball screw as a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The ball screw has the same structure as that of the ball screw according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 except for the parts described below, and therefore only the essential parts will be described. Further, in the following description, the same or corresponding components as those of the ball screw as the first embodiment are designated by the same reference numerals. The same applies to the third embodiment described later.

【0035】 図6及び図7に示すように、当該ボールねじにおいては、被検知部11に設け られた移動量検知用の各着磁部16について、ねじ軸1のねじ溝1aに沿う方向 の境界16aが、該ねじ軸1の軸方向と平行若しくは略平行となされている。な お、図7は、螺旋状のねじ溝1aに沿って設けられた被検知部11を直線的に展 開した状態を示すものである。As shown in FIGS. 6 and 7, in the ball screw, each magnetized portion 16 provided in the detected portion 11 for detecting the movement amount is arranged in the direction along the screw groove 1 a of the screw shaft 1. The boundary 16a is parallel or substantially parallel to the axial direction of the screw shaft 1. Incidentally, FIG. 7 shows a state in which the detected part 11 provided along the spiral thread groove 1a is linearly expanded.

【0036】 このように、各着磁部16の境界16aをねじ軸1の軸方向と平行とする場合 、着磁するための着磁ヘッド(図示せず)の磁極を変化させず、しかも該着磁ヘ ッドに対してねじ軸1を単に軸方向に直線的に移動させつつ着磁すれば完了する から、着磁作業が極めて容易である。なお、前述した第1実施例としてのボール ねじにおけるように、各着磁部16の境界をねじ溝1aに対して略垂直とする場 合には、着磁ヘッドの磁極を交互に切換えながら、ねじ軸1を螺旋状に回転送り する必要がある。In this way, when the boundary 16a of each magnetized portion 16 is parallel to the axial direction of the screw shaft 1, the magnetic pole of the magnetizing head (not shown) for magnetizing is not changed, and The magnetizing work is extremely easy because it is completed by simply magnetizing the screw shaft 1 linearly in the axial direction with respect to the magnetizing head. As in the case of the ball screw as the first embodiment described above, when the boundaries of the magnetizing portions 16 are substantially perpendicular to the thread groove 1a, the magnetic poles of the magnetizing head are switched alternately, It is necessary to feed the screw shaft 1 in a spiral manner.

【0037】 ところで、本実施例においては、ナット2が測定基準位置に至ったことの検知 を、図6に示すスイッチ32により行っている。よって、被検知部11には原点 たる着磁部が設けられていない。この構成により、被検知部11を形成するため の着磁作業は上述の工程を終了するだけで終了する。但し、原点となる着磁部を 設けてもよい。この場合、上記のように移動量検知用の各着磁部16の着磁を完 了した後、図7に示す被検知部11の片側について所定幅だけ磁気イレーサ(図 示せず)にて着磁を消去し、原点位置に測定基準となるべき着磁部(図3におけ る着磁部18と同様のもの)を1箇所設ける。そして、この原点となる着磁部を 検知するための磁気抵抗素子(図示せず)をケース12に設ける。By the way, in the present embodiment, the detection of the nut 2 reaching the measurement reference position is performed by the switch 32 shown in FIG. Therefore, the detected portion 11 is not provided with a magnetized portion as an origin. With this configuration, the magnetizing work for forming the detected portion 11 is completed only by completing the above steps. However, a magnetized portion serving as the origin may be provided. In this case, after the magnetization of each magnetized portion 16 for detecting the movement amount is completed as described above, one side of the detected portion 11 shown in FIG. 7 is magnetized by a magnetic eraser (not shown) by a predetermined width. The magnetism is erased, and one magnetized portion (similar to the magnetized portion 18 in FIG. 3) to serve as a measurement reference is provided at the origin position. Then, a magnetoresistive element (not shown) for detecting the magnetized portion serving as the origin is provided in the case 12.

【0038】 上記した構成の第2実施例としてのボールねじにおいても、前述の第1実施例 のボールねじにおけると同じ測定原理に基づいてナット2の位置が検出せられる 故、該測定原理等に関する説明は省略する。なお、図7から明らかなように、各 着磁部16を検知すべくケース12に設けられた2つの磁電変換素子19、20 は、該各着磁部16と平行となるように取り付けられる。Also in the ball screw as the second embodiment having the above-mentioned configuration, the position of the nut 2 can be detected based on the same measurement principle as in the ball screw of the above-mentioned first embodiment. The description is omitted. As is apparent from FIG. 7, the two magnetoelectric conversion elements 19 and 20 provided in the case 12 to detect the magnetized portions 16 are attached so as to be parallel to the magnetized portions 16.

【0039】 次に、本考案の第3実施例としてのボールねじの要部について、図8に基づき 説明する。Next, a main part of a ball screw as a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0040】 図示のように、本実施例においては、移動量検知用の各着磁部16が、その各 々の間に非着磁部17を挾んで設けられている。なお、この場合、ねじ溝1aに 沿う方向における非着磁部17の寸法は着磁部16と同じに設定されている。As shown in the figure, in the present embodiment, each magnetized portion 16 for detecting the amount of movement is provided with a non-magnetized portion 17 sandwiched therebetween. In this case, the size of the non-magnetized portion 17 in the direction along the thread groove 1a is set to be the same as that of the magnetized portion 16.

【0041】 そして、各着磁部16については、ねじ溝1aの幅方向における一側がN極、 他側がS極となるように着磁されている。Each magnetized portion 16 is magnetized so that one side in the width direction of the thread groove 1a has an N pole and the other side has an S pole.

【0042】 かかる構成においては、前述した第1及び第2実施例の構成においては隣接し て設けられた各着磁部16間に磁束が発生するのに対し、磁束は夫々の着磁部1 6のN極、S極の間において発生する。しかしながら、この磁束の密度は、着磁 部16の、ねじ溝1aに沿う方向における中央部にて最大となるものの、漸次弱 まりつつも隣接する非着磁部17の範囲まで及んで該非着磁部の中央部にて最小 となる。よって、各磁電変換素子19、20により得られる波形はやはり正・負 の連続した正弦波となり、第1及び第2実施例と同様の原理に基づいて移動量を 求めることが出来る。In such a configuration, in the configurations of the first and second embodiments described above, magnetic flux is generated between the magnetized portions 16 provided adjacent to each other, whereas the magnetic flux is generated by each magnetized portion 1. It occurs between 6 north and south poles. However, although the density of this magnetic flux becomes maximum in the central portion of the magnetized portion 16 in the direction along the thread groove 1a, it gradually weakens but reaches the range of the adjacent non-magnetized portion 17 as well. It becomes the minimum in the center of the section. Therefore, the waveforms obtained by the magnetoelectric conversion elements 19 and 20 are also positive and negative continuous sine waves, and the movement amount can be obtained based on the same principle as in the first and second embodiments.

【0043】 ところで、上記第1乃至第3実施例においては、ナット2の位置を検知する手 段として磁気を利用した構成を示しているが、他の実施例として、光学的に検知 する構成としてもよい。すなわち、例えば図8において、各着磁部16、18及 び非着磁部17についてこれらを、光を反射する反射部と非反射部とに変え、検 知手段として作用する各磁電変換素子19、20及び磁気抵抗素子15に関して は反射型のフォトカプラなどの光学手段に変えて、該光学手段から光を照射させ ると共に該反射部よりの反射光を受光させ、この受光した反射光に基づいて検知 信号を発生させるのである。By the way, in the above-mentioned first to third embodiments, the structure using magnetism is shown as the means for detecting the position of the nut 2, but as another embodiment, as the structure for optically detecting. Good. That is, for example, in FIG. 8, each of the magnetized portions 16 and 18 and the non-magnetized portion 17 is changed to a reflecting portion that reflects light and a non-reflecting portion, and each magnetoelectric conversion element 19 that functions as detection means. , 20 and the magnetoresistive element 15 are changed to optical means such as a reflection type photocoupler so that light is emitted from the optical means and reflected light from the reflecting portion is received, and based on the received reflected light. To generate a detection signal.

【0044】 なお、本考案は、上述した各実施例の構成に限らず、これら各実施例が含む構 成を互いに適宜組合わせることなどにより、多岐にわたる構成を実現できること は勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and it goes without saying that a wide variety of configurations can be realized by appropriately combining the configurations included in these examples with each other.

【0045】 また、上記各実施例においては、ナット2の移動に伴ってボール3が循環する 構成を示しているが、非循環方式のボールねじや、ボールを具備せずナット及び ねじ軸が直接螺合する通常の送り機構についても本考案が適用可能であるこは言 及するまでもない。In each of the above-described embodiments, the ball 3 circulates with the movement of the nut 2. However, a non-circulation type ball screw or a ball and a nut and a screw shaft are not directly provided. It goes without saying that the present invention can be applied to a normal screwing mechanism.

【0046】 更に、前述した磁気を利用した位置検出の構成において、ナット2の移動する 方向を判定することを目的として2つの磁電変換素子19、20を用いているが 、移動方向を判定する必要のない場合にはこれを1つとしてよい。Furthermore, in the above-described position detection utilizing magnetism, two magnetoelectric conversion elements 19 and 20 are used for the purpose of determining the moving direction of the nut 2, but it is necessary to determine the moving direction. If there is no, this may be one.

【0047】 また、ナット2の移動検知の分解能としてそれ程高いものが要求されない場合 には、図3、図7及び図8に示したαの値を演算せず、検知した磁気のピーク 値を単にカウンタにより計数するだけでも足りる。If a high resolution for detecting the movement of the nut 2 is not required, the value of α shown in FIGS. 3, 7 and 8 is not calculated, and the detected peak value of the magnetism is simply calculated. It is enough to count with a counter.

【0048】[0048]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように、本考案による送り機構においては、ナットの位置を検出 するための位置検出手段を構成する被検知部をねじ軸のねじ溝間に配設している 故、該位置検出手段が占めるスペースは実質的に検知手段たる磁気センサ等の占 有スペースのみとなって極めて小さく抑えられ、組込まれるべきXYテーブル等 の装置の小型化に寄与するという効果がある。 また、従来用いられていた別体のリニアスケール等が不要であることからコス トの低減が達成されるという効果が奏される。 更に、本考案によれば、ねじ軸自体がスケールとして作用することから、ナッ トの位置決めの信頼性が高いという効果もある。 As described above, in the feed mechanism according to the present invention, the detected portion which constitutes the position detecting means for detecting the position of the nut is arranged between the screw grooves of the screw shaft. The space occupied by is substantially limited to the occupied space of the magnetic sensor or the like serving as the detection means, and can be kept extremely small, which has the effect of contributing to downsizing of the device such as the XY table to be incorporated. In addition, since a separate linear scale or the like that has been conventionally used is unnecessary, the effect of reducing the cost can be achieved. Further, according to the present invention, since the screw shaft itself acts as a scale, there is an effect that the positioning of the nut is highly reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本考案の第1実施例としてのボールね
じの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a ball screw as a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1に示したボールねじの一部の縦断
面図である。
2 is a vertical cross-sectional view of a part of the ball screw shown in FIG.

【図3】図3は、図1に示したボールねじに設けられた
被検知部の一部を直線的に展開した状態と、該被検知部
の検知をなす検知手段とを示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a state in which a part of the detected portion provided on the ball screw shown in FIG. 1 is linearly expanded and a detecting means for detecting the detected portion. is there.

【図4】図4は、図1に示したボールねじの作動制御を
なす制御系のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a control system that controls the operation of the ball screw shown in FIG.

【図5】図5は、図1乃至図3に示したボールねじが具
備する磁電変換素子により得られる波形を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a waveform obtained by the magnetoelectric conversion element included in the ball screw shown in FIGS. 1 to 3.

【図6】図6は、本考案の第2実施例としてのボールね
じの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a ball screw as a second embodiment of the present invention.

【図7】図7は、図6に示したボールねじに設けられた
被検知部の一部を直線的に展開した状態と、該被検知部
の検知をなす検知手段とを示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a state in which a part of the detected portion provided on the ball screw shown in FIG. 6 is linearly developed and a detecting means for detecting the detected portion. is there.

【図8】図8は、本考案の第3実施例としてのボールね
じに設けられた被検知部の一部を直線的に展開した状態
と、該被検知部の検知をなす検知手段とを示す平面図で
ある。
FIG. 8 shows a state in which a part of a detected portion provided on a ball screw as a third embodiment of the present invention is linearly developed, and a detecting means for detecting the detected portion. It is a top view shown.

【図9】図9は、従来のボールねじとその周辺部材を示
す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a conventional ball screw and its peripheral members.

【図10】図10は、図9に示したボールねじの縦断面
図である。
10 is a vertical cross-sectional view of the ball screw shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ねじ軸 1a ねじ溝 2 ナット 3 ボール(転動体) 11 被検知部 14 磁性被膜 15 磁気抵抗素子 16 着磁部(移動量検知用) 17 非着磁部 18 着磁部(原点) 19、20 磁電変換素子 1 Screw Shaft 1a Screw Groove 2 Nut 3 Ball (Rolling Element) 11 Detected Part 14 Magnetic Coating 15 Magnetoresistive Element 16 Magnetized Part (for Moving Distance Detection) 17 Non-Magnetized Part 18 Magnetized Part (Origin) 19, 20 Magnetoelectric conversion element

Claims (12)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 ねじ軸のねじ溝間に該ねじ溝に沿って被
検知部が形成され、ナット側に該被検知部を検知する検
知手段が設けられていることを特徴とする送り機構。
1. A feeding mechanism, wherein a detected portion is formed between the screw grooves of a screw shaft along the screw groove, and a detecting means for detecting the detected portion is provided on the nut side.
【請求項2】 前記被検知部は測定基準となる原点が形
成されてなることを特徴とする請求項1記載の送り機
構。
2. The feed mechanism according to claim 1, wherein the detected portion has an origin serving as a measurement reference.
【請求項3】 前記被検知部は前記ねじ溝に沿って多極
着磁してなり、前記検知手段は磁気センサからなること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の送り機構。
3. The feeding mechanism according to claim 1, wherein the detected portion is multi-polarized along the screw groove, and the detecting means is a magnetic sensor.
【請求項4】 前記ねじ溝に沿って異なる磁極を交互に
配設着磁してなることを特徴とする請求項3記載の送り
機構。
4. The feed mechanism according to claim 3, wherein different magnetic poles are alternately arranged and magnetized along the thread groove.
【請求項5】 前記ねじ溝に沿って複数の着磁部をその
各々の間に非着磁部を挾んで並設し、該着磁部各々につ
いてねじ溝の幅方向における一側をN極、他側をS極と
して着磁してなることを特徴とする請求項3記載の送り
機構。
5. A plurality of magnetized portions are arranged side by side along the thread groove with a non-magnetized portion sandwiched therebetween, and one side in the width direction of the thread groove of each magnetized portion is an N pole. The feed mechanism according to claim 3, wherein the other side is magnetized as an S pole.
【請求項6】 着磁部各々の前記ねじ溝に沿う方向の境
界が該ねじ溝に対して略垂直となっていることを特徴と
する請求項3乃至請求項5のうちいずれか1記載の送り
機構。
6. The boundary of each magnetized portion in the direction along the thread groove is substantially perpendicular to the thread groove, according to any one of claims 3 to 5. Feeding mechanism.
【請求項7】 着磁部各々の前記ねじ溝に沿う方向の境
界が前記ねじ軸の軸方向と略平行となっていることを特
徴とする請求項3乃至請求項5のうちいずれか1記載の
送り機構。
7. The magnetized portion according to claim 3, wherein a boundary in a direction along the thread groove is substantially parallel to an axial direction of the screw shaft. Feeding mechanism.
【請求項8】 前記磁気センサは磁電変換素子から成る
ことを特徴とする請求項3乃至請求項7のうちいずれか
1記載の送り機構。
8. The feed mechanism according to claim 3, wherein the magnetic sensor comprises a magnetoelectric conversion element.
【請求項9】 前記磁気センサは磁気抵抗素子から成る
ことを特徴とする請求項3乃至請求項8のうちいずれか
1記載の送り機構。
9. The feed mechanism according to claim 3, wherein the magnetic sensor comprises a magnetoresistive element.
【請求項10】 前記ねじ溝間表面に磁性皮膜が設けら
れ、該磁性皮膜に着磁してなることを特徴とする請求項
3乃至請求項9のうちいずれか1記載の送り機構。
10. The feed mechanism according to claim 3, wherein a magnetic film is provided on the surface between the thread grooves, and the magnetic film is magnetized.
【請求項11】 前記被検知部は光を反射する反射部と
非反射部とを配設してなり、前記検知手段は光を照射す
ると共に該反射部よりの反射光を受光する光学手段から
なることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の送り
機構。
11. The detection section is provided with a reflection section that reflects light and a non-reflection section, and the detection section is an optical section that emits light and receives reflected light from the reflection section. The feed mechanism according to claim 1 or 2, wherein
【請求項12】 ボールねじであることを特徴とする請
求項1乃至請求項11のうちいずれか1記載の送り機
構。
12. The feed mechanism according to claim 1, wherein the feed mechanism is a ball screw.
JP2536093U 1993-04-16 1993-04-16 Feeding mechanism Pending JPH0678658U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017040344A (en) * 2015-08-21 2017-02-23 日本精工株式会社 Rotation-linear motion converting device, and electric power steering device, vehicle and machine device equipped therewith

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