JP2001030137A

JP2001030137A - エアースライドテーブル送り方法及びエアースライド

Info

Publication number: JP2001030137A
Application number: JP11205651A
Authority: JP
Inventors: Motomichi Ito; 元通伊藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】エアースライドテーブルの真直度を維持しな
がら、高速かつ高精度な位置決めを可能とする。【解決手段】エアースライドテーブルに球体を介して
送り力を伝達し、送り力の内エアースライド固有の真直
方向に直交する面内に沿った分力は、球体支持部を分力
方向に変位させて逃し、エアースライド固有の真直方向
に平行な分力のみをエアースライドテーブルに作用させ
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、エアースライドテ
ーブルを、本来の優れた真直性能を活かして駆動するた
めの、エアースライドテーブルの送り方法及びこれを用
いたエアースライドに関する。

【０００２】

【従来の技術】エアースライドテーブルは優れた真直度
を有するが、その機能を活かすためには、それを駆動す
る駆動装置可動部の真直度をエアースライドテーブルの
真直度に一致させる必要があるが、正確に一致させるこ
とは不可能である。このため、エアースライドテーブル
と駆動装置可動部との接続を工夫して対処されている。

【０００３】特開平８−２４７１４８には、エアースラ
イドテーブルと駆動装置の駆動部とをワイヤで連結させ
た直動気体軸受の駆動装置が開示されている。これは、
ワイヤの柔軟性を利用して、送りねじ装置の振動が直動
気体軸受の可動部に伝達されないようにして、該可動部
の真直度の精度を高めようとするものである。また、特
開平８−１１８１８７には、精密工作機械の送りねじ装
置において、送りねじ軸と送りナットとの螺合面間に圧
力流体を充填した空隙を設け、送りナットの送り移動方
向に見た両面に流体軸受け手段を介して当接した従動板
を設け、該従動板を直線移動体に結合させた構成の送り
ねじ装置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ナノメータ単位の位置
決め精度や真直度が要求される精密計測装置等において
は、被計測物の移動にエアースライドテーブルを用いる
ことが多いが、被計測体を移動停止を繰り返しながら計
測するような場合、処理タクトを短縮化したり、精度良
く計測するためには、真直度を維持しながら送るととも
に、応答性が早くかつ制定時間の短い位置決めをする必
要がある。これに対し、前記特開平８−２４７１４８に
おいては、エアースライドテーブルと送りねじ可動部の
軸線を厳密に平行に配置しておかなければ、エアースラ
イドテーブルの真直度は維持されない。また、ワイヤは
特に圧縮方向に対する剛性が弱いため、制定時間の短い
位置決めが出来ない。また、ワイヤののび変形が完全に
回復しなとナノメータ単位の高精度な位置決めは困難で
ある。

【０００５】特開平８−１１８１８７においては、エア
ースライドテーブルのスライド方向の剛性が高く、応答
性や制定性は良好ではあるが、送りねじ軸と送りナット
との螺合面間に空隙を設けたり、この空隙や、送りナッ
トと従動板間の流体軸受け手段に圧力流体を充填したり
するための精密な加工が必要なため、ネジ軸と送りナッ
トが非常に高価なものになる。本発明は、エアースライ
ドテーブルが本来有する真直度を維持させながら、制定
性良く、高精度な位置決めを可能とするような、エアー
スライドテーブルの送り方法及びこれを用いたエアース
ライドを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のエアースライド
テーブルの送り方法は、エアースライドテーブルに球体
を介して送り力を伝達し、送り力の内エアースライド固
有の真直方向に直交する面内に沿った分力は、球体支持
部を分力方向に変位させて逃し、エアースライド固有の
真直方向に平行な分力のみをエアースライドテーブルに
作用させるようにしたことを特徴としている。また、送
り力が送りねじを通じて伝達されるエアースライドテー
ブルに好適な送り方法である。

【０００７】本発明のエアースライドは、スライドレー
ルに沿って空気膜を隔てて移動するエアースライドテー
ブルを送りねじで送るエアースライドにおいて、送りね
じで移動する可動部と、可動部の送り力を駆動力伝達部
を介してエアースライドテーブルに伝える駆動アームと
を有し、駆動力伝達部は、２軸テーブルと、２軸テーブ
ルの移動部に設けた第１のプレートと、駆動部材に設け
た第２のプレートと、二つのプレート間に挿入した硬球
からなることを特徴としている。また本発明は、前記ス
ライドテーブルにおいて、駆動アームはエアースライド
テーブルを押す方向に送り力を伝達するように可動部に
設け、駆動アームと、エアースライドテーブルのエアー
スライド固有の真直方向に直交する面との間に駆動力伝
達部を装着するようにすることが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に、本発明のエアースライド
テーブルの送り方法を説明するための装置構成例の概略
図を示す。エアースライドテーブル２は、スライドレー
ル１の長手方向に沿ってスライド自由になるようにスラ
イドレール１に取り付けられているが、スライドレール
１とは数μｍの空気膜を介して対向している。一方、駆
動装置４は、モータ４ｂの回転をボールネジ４ｃを介し
てテーブル４ａを直進させる公知の構成で、テーブル４
ａは駆動ガイド４ｄ（図示せず）に沿って移動する。駆
動装置４は、テーブル４ａがエアースライドテーブル２
と平行に移動するように組付けられるが、誤差をなくす
ことは不可能である。

【０００９】駆動装置４とエアースライドテーブル２の
駆動力伝達は、テーブル４ａに設けた駆動アーム３とス
ライドテーブル２に設けたスライド方向に直交面を有す
る受部との間に設けた２箇所の駆動力伝達部で行なう。
本例では、受部としてスライドテーブル側面を用い、駆
動力伝達部はスライドにモーメントが作用し難い位置、
例えば図１のＰとＰ’で示すような送り方向に直交する
側面の中央部に配設する。Ｐ’で示す側の駆動力伝達部
を側面から見た一部断面図を図２に、その構成部材を分
離して示したものを図３に示す。なお反対側のＰ側につ
いても同一構造である。駆動力伝達部は、２枚のプレー
ト５、７と、その間に挟んだ硬球８と、いずれかのプレ
ートに取付けた２軸テーブル６からなる。

【００１０】以下、駆動力伝達部と周辺部材との構造及
び関連について説明する。駆動アーム３のスライドテー
ブル２側の面には、円錐状の凹部である保持部５ａを設
けたプレート５が固定されている。また、スライドテー
ブル２側面の駆動アーム３側の面には、スライドテーブ
ル２のスライド方向に直交する面内を移動可能な移動部
６ｃを有する２軸テーブル６を設ける。２軸テーブル６
は、スライドテーブル２のスライド方向に直交するＱ方
向とＲ方向に移動するボールガイド式の２軸スライドを
組合わせたものである。２軸テーブル６の駆動アーム３
と対向する移動部６ｃには、プレート５と同様の円錐状
の凹部である保持部７ａを有するプレート７が取り付け
られている。駆動アーム３は、２軸テーブル６が中間変
位位置にある時、プレート５の保持部５ａがプレート７
の保持部７ａに対向するように、かつ保持部５ａと７ａ
の間に硬球８をテーブルスライド方向に与圧を与えて組
込むようにテーブル４ａに取付ける。

【００１１】次に駆動力伝達部を中心にした各構成部材
の作用について説明する。モータ４ｂの回転に伴ってボ
ールネジ４ｃが回転すると、テーブル４ａに取付けられ
た２式の駆動アームの内、エアースライドテーブル２に
圧縮力を作用する側の駆動アーム３から、駆動力伝達部
を介してエアースライドテーブル２に駆動力が伝達され
る。駆動アーム３は、駆動装置４の駆動ガイド４ｄに沿
って移動するため、駆動ガイド４ｄとエアースライドテ
ーブル２との、組立誤差或いは部品製作誤差によるずれ
により、通常は駆動力伝達部に軸方向分力とモーメント
が発生する。エアースライドテーブル２を本来の真直度
でスライドさせるためには、まずモーメントを作用させ
ないようにすることが重要であり、このためには力の作
用点を一箇所にするとよく、硬球８がこの機能を担って
いる。即ち、プレート５の保持部５ａは円錐面で硬球８
と接しているため、モーメントはプレート５の角度変化
として吸収され、硬球８を介して保持部７ａからプレー
ト７へは点荷重のみが作用する。

【００１２】硬球８を通じてプレート７に伝達された点
荷重は、エアースライドテーブル２を真直に駆動するス
ライド方向の力とこれに直交する面内に沿った方向に分
解することができる。通常、このスライド方向に垂直な
力がエアースライドテーブル２に作用すると、空気膜で
浮上しているエアースライドテーブル２の直進度が悪化
する。このため、垂直方向の力をできるだけ作用させな
いようにするためには、駆動アーム３側を変位させて逃
がすようにすればよい。即ち、スライドテーブル２と駆
動アーム３の間に生じた垂直方向の力は、第１レール６
ａと中間体６ｂ間の移動、及び中間体６ｂと移動部６ｃ
間の移動により吸収することができる。

【００１３】ここで、プレート５、プレート７、硬球８
の各々の間にはテーブルスライド方向に与圧を作用させ
ているので、テーブルスライド方向の剛性は高く、高速
かつ高精度な位置決めが可能である。また、２軸テーブ
ルはボールガイド式のものを用いることで、与圧をかけ
た高精度なものでも小さな摩擦抵抗で動かすことがで
き、僅かな不都合な力も吸収してしまうことができる。
なお、保持部５ａと７ａは硬球８との摩擦抵抗が小さい
方が望ましく、硬球８やプレート５、プレート７の表面
に潤滑処理を施したり、円錐角度を大きくするとよい。
硬球８は真球度が良好なほど、硬度が高いほど好まし
く、鋼やセラミックで製造するとよい。なお、このよう
な２軸テーブルや硬球は市販品から容易に入手すること
ができる。

【００１４】前記駆動力伝達部の構成は、エアースライ
ドテーブル側に２軸テーブル６、駆動アーム３にプレー
ト５としたが、逆に駆動アーム３側に２軸テーブル６、
エアースライドテーブル２側にプレート５を取り付けて
もよい。また、駆動力伝達部は、必ずしもエアースライ
ドテーブル送り方向の側面中央部近傍でなくても、別途
ブラケットを用いる等により、上面や送り方向に沿った
側面に配設するようにしてもよい。さらには、エアース
ライドテーブル側に駆動アームを設けるようにして、駆
動装置のテーブルとの間に駆動力伝達部を配設するよう
にしてもよい。この場合エアースライドテーブルにモー
メントが発生するので、駆動アームの長さは短い方が望
ましい。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、駆動力伝達を与圧をか
けた機械部材で行なうので剛性が高く、エアースライド
テーブルは高速かつ高精度に位置決めができる。また、
エアースライドテーブルと駆動装置との接続を、高精度
ではあるが一般市販の要素部品を用いた構成で行なって
いるので、安価で簡単となり、装置全体を低価格で製作
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する全体概略図

【図２】本発明に係わる駆動力伝達部の一部断面の側面
構成図

【図３】本発明に係わる駆動力伝達部の構成部材展開図

【符号の説明】

１・・スライドレール、２・・エアースライドテーブ
ル、３・・駆動アーム、４・・駆動装置、４a・・テー
ブル、４b・・モータ、４c・・ボールネジ、５・・プレ
ート、５a・・保持部、６・・２軸テーブル、６a・・第
１レール、６b・・中間体、６c・・移動体、７・・プレ
ート、７a・・保持部、８・・硬球

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアースライドテーブルに球体を介して
送り力を伝達し、送り力の内エアースライド固有の真直
方向に直交する面内に沿った分力は、球体支持部を分力
方向に変位させて逃し、エアースライド固有の真直方向
に平行な分力のみをエアースライドテーブルに作用させ
るようにしたことを特徴とするエアースライドテーブル
送り方法。
【請求項２】送り力が送りねじを通じて伝達される請
求項１に記載のエアースライドテーブル送り方法。
【請求項３】スライドレールに沿って空気膜を隔てて
移動するエアースライドテーブルを送りねじで送るエア
ースライドにおいて、送りねじで移動する可動部と、可
動部の送り力を駆動力伝達部を介してエアースライドテ
ーブルに伝える駆動アームとを有し、駆動力伝達部は、
２軸テーブルと、２軸テーブルの移動部に設けた第１の
プレートと、駆動部材に設けた第２のプレートと、二つ
のプレート間に挿入した硬球からなることを特徴とする
スライドテーブル。
【請求項４】前記スライドテーブルにおいて、駆動ア
ームはエアースライドテーブルを押す方向に送り力を伝
達するように可動部に設け、駆動アームと、エアースラ
イドテーブルのエアースライド固有の真直方向に直交す
る面との間に駆動力伝達部を装着した請求項３に記載の
スライドテーブル。