JP2008103663A

JP2008103663A - 摩擦駆動搬送装置

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Publication number: JP2008103663A
Application number: JP2007069566A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Saito; 浩齋藤; Kenji Nakamura; 賢治中村; Toshihiko Nakagawa; 敏彦中川; Shinsei Yokohama; 真誠横浜; Hideyuki Kojima; 英之小島; Hiroaki Imaizumi; 浩昭今泉
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP4735576B2

Abstract

【課題】搬送テーブルの真直性を確保し、ヨーの発生を防止する。
【解決手段】ベース５１上にテーブル移動方向に延びるスライドバー５２を設ける。ベース５１上に、スライドバー５２を跨ぐよう配置した搬送テーブル５３を、スライド自在に載置する。搬送テーブル５３に、上記スライドバー５２に接触させる駆動ローラ５４と押付ローラ５５ａ，５５ｂを、ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９によりテーブル移動方向と直角の方向に変位可能に設ける。駆動ローラ５４に駆動モータ６０の出力軸をたわみ継手６１を介して連結する。スライドバー５２に撓み等が生じている場合には、駆動ローラ５４と押付ローラ５５ａ，５５ｂの搬送テーブル５３に対する相対位置を変位させることで、搬送テーブル５３の位置と向きを、本来のテーブル進行方向位置及び向きに一致するよう補正させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送テーブルに設けた駆動ローラを固定部側に設けたバーに圧接させながら回転駆動させることにより、上記駆動ローラとバーとの接触面に生じる摩擦を利用して、上記駆動ローラと一緒に上記搬送テーブルをバーの長手方向に移動させる摩擦駆動搬送装置に関するものである。

一般に、工作機械等において、ワークの搬送テーブルやその他の移動体を、該機械の固定部に対して移動させるための駆動機構としては、送りねじと、該送りねじに噛合（螺着）するナットと、上記送りねじを駆動するサーボモータの如き駆動モータを備えて、上記送りねじを駆動モータにより正逆転駆動させることで、上記ナットに取り付けた移動体を、上記送りねじの軸心方向に沿って移動させる形式の送り機構が広く採用されている。

ところで、半導体関連の製造、検査等の精密な位置決めを行う精密機械では、搬送テーブル等の移動体を該機械の固定部に対して移動させるときに、移動体の精密な位置決め、たとえば、μｍオーダー以下の精度での位置決めを行うことが要求されることがある。

しかし、上記サーボモータと送りねじとナットとからなる送り機構は、送りねじの回転慣性が大きいために応答速度が遅く、又、バックラッシュの発生が避けられない等の問題があることから、上記したような移動体の精密な位置決めが要求される工作機械用の駆動機構として採用することは困難である。

そのために、近年では、上記のような精密機械における移動体を移動させると共に精密な位置決めを行うことができるようにするための駆動機構として、摩擦駆動機構が提案されてきている。

すなわち、上記摩擦駆動機構は、図１０（イ）（ロ）にその一例として、工作機械の送り装置に適用した摩擦駆動機構を示す如く、工作機械の移動体１の移動方向に沿って延びるレール状のバー（案内レール）２と、上記バー２を挟むように配設して該バー２に対し両側から圧接できるようにしてなる駆動ローラ３及び押付ローラ４とを備えて、上記バー２と、駆動ローラ３及び押付ローラ４とを、機械の固定部と、移動体１に振り分けて取り付け、更に、上記駆動ローラ３に、駆動モータ５を、たわみ継手６を介して連結してなる構成としてある。

具体的には、図１０（イ）（ロ）に示した工作機械の送り装置は、機械の固定部となる固定ベース７の上側に、一対の直進ガイド８を平行に設けて、該各直進ガイド８上に上記移動体１をスライド自在に支持させるようにしてある。更に、上記移動体１の所要寸法上方位置に、上記バー２を、上記各直進ガイド８と平行に配置すると共に、該バー２の両端部を、固定手段９を介して上記移動体１に取り付けてある。これにより、上記バー２が移動体１と一体に移動するようにしてある。

一方、上記駆動ローラ３は、その両端を保持する支持体１０，１１を、ローラハウジング１２内の回転軸受１３に回転可能に支持させると共に、上記押付ローラ４は、該押付ローラ４の中心部に一体に取り付けた回転軸１４の両端部を、ローラハウジング１５内の回転軸受１６に回転可能に支持させるようにしてあり、上記各ローラハウジング１２と１５を、上記バー２を挟むように配置して上記駆動ローラ３と押付ローラ４を上記バー２の両側面にそれぞれ接触させた状態にて、上記各ローラハウジング１２と１５同士を、互いに押し付けあう方向に皿ばね１７の弾性力を作用させた状態でねじボルト１８により連結して、上記駆動ローラ３及び押付ローラ４を、上記バー２の両側面に圧接させるようにしてある。

更に、上記各ローラハウジング１２と１５は、上記固定ベース７上の直立部１９に取り付けてあるブラケット２０の突出板２０ａの下側に、一対の板ばね２１を介して取り付けるようにしてある。

更に又、上記突出板２０ａの上側には、駆動モータ５を下向きに設置し、該駆動モータ５の出力軸に取り付けた上部フランジ２２と、上記駆動ローラ３の上端側の支持体１０に取り付けた下部フランジ２３を、たわみ継手６を介して連結してなる構成としてある。

以上の構成としてあることにより、上記駆動モータ５によって上記駆動ローラ３を正逆転駆動させると、該駆動ローラ３と上記バー２との接触面に生じる摩擦により、上記駆動ローラ３と上記バー２が、該バー２の長手方向に相対移動されるようになることから、上記バー２と一体に上記移動体１を、上記固定ベース７上で直動させることができるようにしてある。更に、上記駆動ローラ３の正逆転駆動時に上記バー２に撓みが生じていても、該撓みを上記板ばね２１と上記たわみ継手６により吸収することにより、上記駆動ローラ３及び押付ローラ４を、バー２の撓みに追従させて変位させることができるようにして、上記移動体１の直進方向の移動に影響を及ぼさないようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

又、摩擦駆動機構の別の形式のものとしては、図１１に示す如く、一端部に図示しない被駆動体（移動体）が連結してある被駆動軸（移動体の移動方向に延びるレール状のバー）２４に、駆動軸（駆動ローラ）２５と、バックアップローラ（押付ローラ）２６，２７を所要の与圧を印加した状態で圧接して、上記駆動軸２５の正逆転駆動により上記被駆動軸２４を軸線方向（長手方向）に移動できるようにした構成において、上記被駆動軸２４と駆動軸２５との接触状態を常に一定にすることができるようにしたものも提案されている。

すなわち、図１１に示した摩擦駆動機構は、上記駆動軸２５を、上記被駆動軸２４の下面に接するように配置して駆動モータ２８により正逆転駆動できるようにしてあり、上記駆動軸２５を軸支する軸受体２９の下部と側部を、第１固定治具３０と第２固定治具３１を介してそれぞれ固定部３２に固定してある。更に、上記第１固定治具３０に縦歪を検出する第１歪ゲージ３３を設け、上記第２固定治具３１に横歪を検出する第２歪ゲージ３４を設けるようにしてある。

又、上記第１のバックアップローラ２６は、上記被駆動軸２４の下面に接するように配置すると共に、該第１のバックアップローラ２６を軸支する軸受体３５の下部に、上下方向に微小変位させるための第１変位駆動源３６を設けている。更に、上記第１のバックアップローラ２６と上記駆動ローラ２５との間の位置における上記被駆動軸２４の上面に、上記第２のバックアップローラ２７を接触させて配置すると共に、該第２のバックアップローラ２７を軸支する軸受体３７の上部に、上下方向に微小変位させるための第２変位駆動源３８を設けた構成としてある。

３９は与圧制御部であり、上記第１歪ゲージ３３より第１増幅器４０を経て入力される歪検出信号と、上記第２歪ゲージ３４より第２増幅器４１を経て入力される歪検出信号に基いて、与圧印加状態、すなわち、上記駆動軸２５と被駆動軸２４の接触状態を検出し、該接触状態が変化していると判断されるときには、その変化を元に戻すようにするための制御信号を、上記第１及び第２変位駆動源３６及び３８へ出力してフィードバック制御を行うことができるようにしてある。

以上の構成としてあることにより、上記駆動軸２５及び一定位置に固定した上記第１のバックアップローラ２６と、第２のバックアップローラ２７との間に、上記被駆動軸２４を、該被駆動軸２４の軸線が水平方向になるように挟むと共に、上記第２変位駆動源３８により上記第２のバックアップローラ２７を介して一定の与圧値を被駆動軸２４に印加した状態にて、上記駆動モータ２８により上記駆動軸２５を正逆転駆動することで、上記被駆動軸２４を、軸線方向へ移動させることができるようにしてある。

更に、上記被駆動軸２４や駆動軸２５の変形、摩耗等によって本来水平になっているべき被駆動軸２４が傾くようになると、該被駆動軸２４に作用している与圧値に水平方向成分が生じるようになるため、これを上記駆動軸２５と軸受体２９を介して上記第２歪ゲージ３４により横歪として検出できるようにしてある。

したがって、上記被駆動軸２４の傾きが大きくなって、上記第１歪ゲージ３３により検出される被駆動軸２４の縦歪と、上記第２歪ゲージ３４により検出される横歪が許容範囲から外れる場合には、上記横歪の値が０となるように、上記与圧制御部３９より上記第１変位駆動源３６、及び、第２変位駆動源３８へ制御信号を与えて、たとえば、被駆動軸２４が図１１において右下がりとなっているときは、上記第１変位駆動源３６により上記第１のバックアップローラ２６の位置を上方に変位させ、一方、被駆動軸２４が図９において右上がりとなっているときは、上記第１変位駆動源３６により上記第１のバックアップローラ２６の位置を下方に変位させ、同時に、上記第２変位駆動源３８により上記第２のバックアップローラ２７の位置を適宜上下方向に変位させて、上記被駆動軸２４に印加する与圧値が許容範囲内に入るようにすることで、上記被駆動軸２４をほぼ水平方向保持すると共に、駆動軸２５と被駆動軸２４の接触状態を一定にするようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。

一方、移動体を移動させると共に精密な位置決めを行うことができるようにするための駆動機構としての摩擦駆動機構以外のものとして、リニアモータを用いた静圧流体軸受の駆動構造が提案されている。

図１２はその構造を示すもので、ガイド軸４２と、これに支持された摺動体４３とからなり、ガイド軸４２に形成した溝状の凹部４２ｃ内に、駆動用リニアモータ４６を構成する固定コイル４４及び可動磁石４５を備えると共に、摺動体４３の位置検出用エンコーダ４９を構成するリニアスケール４７及び検出ヘッド４８を備えることによって、ガイド軸４２と摺動体４３の間に駆動用リニアモータ４６と位置検出用エンコーダ４９を配置した構成としてある。

上記ガイド軸４２は、基体４２ａとこれに全面支持されたガイド部４２ｂとからなり、該ガイド部４２ｂの中央に長軸方向に伸びる溝状の凹部４２ｃを備えている。又、摺動体４３は、上記ガイド軸４２のガイド部４２ｂを取り囲むような形状となっていて、ガイド部４２ｂに支持されて長軸方向に移動可能となっている。ガイド軸４２と摺動体４３の間には数μｍ移動の隙間５０が形成されており、摺動体４３に備えられた噴射孔４３ａから上記隙間５０に空気などの流体を噴射することにより、摺動体４３はガイド軸４２上で浮上し、静圧流体軸受を構成するようにしてある。

上記ガイド軸４２の凹部には、その中心線に対して対称な位置に、二つの板状をした固定コイル４４，４４を平行に配置し、摺動体４３内面の上記固定コイル４４，４４に対抗する位置には、該固定コイル４４，４４を挟み込むように可動磁石４５，４５が取り付けられ、全体として非接触のブラシレスタイプの駆動用リニアモータ４６，４６を構成している。

又、上記ガイド軸４２の凹部４２ｃ中において、上記二本の固定コイル４４，４４の間に検出ヘッド４８を配置し、摺動体４３内面の該検出ヘッド４８に対抗する部分にはリニアスケール４７を取り付けており、全体として非接触の光学式リニアエンコーダ４９を構成している。

したがって、上記駆動用リニアモータ４６によってガイド軸４２上で摺動体４３を移動させたとき、検出ヘッド４８でリニアスケール４７の位置で読み取ることによって、摺動体４３の位置を検出することができるようにしてあり、この位置検出用エンコーダ４９で検出した情報を上記駆動用リニアモータ４６にフィードバックすることによって、摺動体４３の位置決めをより精密に行うことができるようにしてある（たとえば、特許文献３参照）。

特公平１−４１４６８号公報特開平５−１４３１５９号公報特開平５−３４６１２０号公報

ところが、上記特許文献１に示された工作機械の送り装置における摩擦駆動機構は、移動体１の駆動機能のみを担うものであって、移動体１の移動量を精度よく制御することによって該移動体１の移動方向への精密な位置決めを行うことは可能になると考えられるが、該移動体１の移動時の真直性を保持するためのガイド機能、すなわち、移動体１の移動方向に直角な方向への位置ずれを防止したり、ヨーの発生を防止する機能は、固定ベース７上に設けた直進ガイド８に担わせるようにしてある。そのため、上記移動体１の真直性は、上記直進ガイド８の精度に大きく依存する。したがって、移動体１の精密な位置決めを行うことができるようにするためには、上記直進ガイド８に非常に高い精度が要求されることから、上記移動体１の長ストローク化を図るには、上記直進ガイド８の製造、設置等に要するコストが嵩むという問題がある。

しかも、上記特許文献１に示された工作機械の送り装置では、上記したように移動体１の駆動機能とガイド機能を、摩擦駆動機構と直進ガイド８に別々に分担させるようにしてあり、上記移動体１の移動時に、バー２が撓んでいるときには、該撓みを板ばね２１とたわみ継手６により吸収させて、駆動ローラ３及び押付ローラ４を上記バー２の撓みに追従させて変位させるようにしてあるが、この際、上記板ばね２１とたわみ継手６からの反力が、上記バー２を介して移動体１へ伝えられるようになるため、該移動体１の真直性を保持している直進ガイド８に力の干渉が生じる虞も懸念される。

上記特許文献２に示された摩擦駆動機構は、駆動軸２５と第１のバックアップローラ２６の上側に配されている被駆動軸２４の軸線が水平状態から傾くと、上記第１のバックアップローラ２６を上下方向に変位させて上記被駆動軸２４の傾きを水平になるように補正することができるようにしてある。しかし、上記駆動軸２５の位置が固定されているため、上記被駆動軸２４に撓みが生じている場合は、該被駆動軸２４自体の位置が上下方向に変位する虞を防止することができないため、被駆動軸２４の一端部に連結してある図示しない被駆動体が、上下方向に変位する虞が懸念される。したがって、上記摩擦駆動機構により、被駆動体を上記被駆動軸２４の長手方向に移動させるときに、該被駆動体の上下方向の精密な位置決めを行うことができるようにするためには、上記被駆動軸２４に撓みのない非常に高い精度が要求される。しかし、上記被駆動軸２４は上記駆動軸２５と第１のバックアップローラ２６の上側に載置された状態で、上記駆動軸２５の正逆転駆動に伴って移動させるものであるため、撓みのない状態で精度よく長尺化することは困難である。
そのために、上記特許文献２に示された摩擦駆動装置は、長ストローク化を図ることが難しいという問題がある。

又、移動体の搬送を、摩擦駆動機構によらないで駆動用リニアモータ４６により行うようにした形式の特許文献３に記載されているものは、ガイド軸４２の凹部４２ｃの中央部と摺動体４３の中央部付近との間に位置検出用エンコーダ４９が配置してあり、その両側位置に、それぞれ駆動用リニアモータ４６，４６が配置してあるが、摺動体４３は、上記ガイド軸４２のガイド部４２ｂに沿い長軸方向に移動できるようにガイドされているのであり、そのガイド部４２ｂは、凹部４２ｃの外側で上記駆動用リニアモータ４６，４６の位置よりも外側位置となるようにしてある。そのため、位置検出用エンコーダ４９で位置を検出して駆動用リニアモータ４６，４６にフィードバックして位置決めをしようとしても、ガイド部４２が外側の離れた位置にあることから、アッベ誤差を低減することができず、高精度な位置決めが望めないという問題がある。

そこで、本発明は、搬送テーブルに設けた駆動ローラを、固定部側に設けたテーブル移動方向に延びるレール状のバーに圧接状態で正逆転駆動することにより、上記搬送テーブルを上記バーに沿って移動させるときに、該搬送テーブルの移動方向と直角の方向への位置ずれ、及び、ヨー角のずれを容易に補正できて、上記搬送テーブルの真直性を確保できると共に、ヨーの発生を防止でき、しかも、低コストで長ストローク化を図ることができ、更に、高精度な位置決めが可能となる摩擦駆動搬送装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、搬送テーブルの移動方向に延びるスライドバーを設け、且つ上記搬送テーブルに、上記スライドバーの一側面に接触させる一側面側ローラと、上記スライドバーの他側面に接触させる複数の他側面側ローラと、上記一側面側ローラ及び他側面側ローラのすべて、又は、いずれかをテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構と、上記一側面側及び他側面側の各ローラうちのいずれか１つのローラに連結して該ローラを駆動ローラとして回転駆動させるための駆動モータとを設けて、上記変位機構により上記駆動ローラ及び他の各ローラを上記スライドバーの両側面に押し当てるようにして、上記駆動モータにより駆動される上記駆動ローラと上記スライドバー側面との接触で上記搬送テーブルを上記スライドバーに沿い移動できるようにした構成とする。

又、上記構成において、変位機構によりテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための各ローラを、該各ローラを回転自在に保持するローラハウジングと、該ローラハウジングのテーブル移動方向と直角の方向への変位のみを許容する直動ガイドを備えてなる個別のローラユニットを介して搬送テーブルに取り付け、更に、変位機構により、上記各ローラを、それぞれ対応するローラユニットのローラハウジングと一緒にテーブル移動方向と直角方向に変位させるようにした構成とする。

更に、上記構成において、直動ガイドを、テーブル移動方向と直角の方向にのみ弾性変形可能な弾性ヒンジとした構成とする。

上述の各構成において、一側面側ローラを駆動ローラとすると共に、他側面側ローラを２つとし、該各他側面側ローラを、上記駆動ローラからテーブル移動方向の等間隔位置でスライドバーの他側面に接触させるようにした構成とする。

又、搬送テーブルの移動方向に延びるスライドバーを、該搬送テーブルの下部に設け、且つ上記搬送テーブルに、上記スライドバーの一側面に接触させる一側面側ローラと、上記スライドバーの他側面に接触させる複数の他側面側ローラと、上記一側面側ローラ及び他側面側ローラのすべて、又は、いずれかをテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構と、上記一側面側及び他側面側の各ローラのうちのいずれか１つのローラに連結して該ローラを駆動ローラとして回転駆動させるための駆動モータとを設けて、上記変位機構により上記駆動ローラ及び他の各ローラを上記スライドバーの両側面に押し当てるようにして、上記駆動モータにより駆動される上記駆動ローラと上記スライドバー側面との接触で上記搬送テーブルを上記スライドバーに沿い移動できるようにし、更に、上記スライドバーの上部又は下部に位置検出器を設けて、駆動、案内、位置検出の三要素を互いに近接した位置の直線状に配置するようにした構成とし、更に、位置検出器を位置検出用リニアエンコーダとして、搬送テーブルの案内要素となり且つ側面への駆動ローラの接触部で駆動要素となるスライドバーの上部に配置した構成とする。

本発明の摩擦駆動搬送装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）搬送テーブルの移動方向に延びるスライドバーを設け、且つ上記搬送テーブルに、上記スライドバーの一側面に接触させる一側面側ローラと、該一側面側ローラに対するテーブル移動方向の前後両側位置で上記スライドバーの他側面に接触させる複数の他側面側ローラと、上記一側面側ローラ及び他側面側ローラのすべて、又は、いずれかをテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構と、上記一側面側及び他側面側の各ローラうちのいずれか１つのローラに連結して該ローラを駆動ローラとして回転駆動させるための駆動モータとを設けて、上記変位機構により上記駆動ローラ及び他の各ローラを上記スライドバーの両側面に押し当てた状態で、上記駆動モータにより上記駆動ローラを回転駆動させて、上記搬送テーブルを上記スライドバーの長手方向に移動できるようにした構成としてあるので、各変位機構により、駆動ローラと他の各ローラのすべてについて、搬送テーブルに対する相対的な位置を、該搬送テーブルの進行方向に直角な方向に変位させるようにすれば、上記搬送テーブルのスライドバーに対する位置をシフトさせることができる。
（２）又、スライドバーの他側面に接触させている各他側面側ローラを、対応する各変位機構により、搬送テーブル自体の向きから所要角度ずれた方向に沿って並ぶように配置させることで、該各他側面側ローラを他側面に接触させるようにしてあるスライドバーの軸線方向を基準として、上記搬送テーブル自体の向きを回転させることができる。
（３）よって、上記スライドバーに撓み等が生じていて、該スライドバーの位置に、本来のテーブル進行方向上の位置から直角方向への位置ずれが生じたり、上記スライドバーの軸線方向に、本来のテーブル移動方向からの角度ずれが生じていても、上記搬送テーブルの位置を本来のテーブル移動方向上の位置に一致するよう補正できると共に、搬送テーブル自体の向きを、本来のテーブル移動方向に一致するよう角度補正することができる。したがって、上記スライドバーに撓み等が生じていても、搬送テーブルの真直性を確保できると共に、ヨーの発生を未然に防止することができて、上記搬送テーブルの精密な位置決めに有利なものとすることができる。
（４）搬送テーブルの精密な位置決めが必要とされる場合であっても、上記スライドバーに、非常に高い精度が要求されることがなくなるため、該スライドバーの製造コストや設置コストを削減できる。しかも、上記スライドバーの長尺化が容易になることから、摩擦駆動搬送装置の長ストローク化を低コストで且つ容易に図ることが可能となる。
（５）搬送テーブルの真直性を確保するための直進ガイドを、別途設ける必要をなくすことができる。しかも、駆動機能とガイド機能を別々の機構に分担させる場合に生じるような力の干渉が発生する虞も解消できる。
（６）変位機構によりテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための各ローラを、該各ローラを回転自在に保持するローラハウジングと、該ローラハウジングのテーブル移動方向と直角の方向への変位のみを許容する直動ガイドを備えてなる個別のローラユニットを介して搬送テーブルに取り付け、更に、変位機構により、上記各ローラを、それぞれ対応するローラユニットのローラハウジングと一緒にテーブル移動方向と直角方向に変位させるようにした構成とすることにより、上記各ローラをテーブル移動方向と直角方向に変位させるための構成を容易に実現できる。
（７）直動ガイドを、テーブル移動方向と直角の方向にのみ弾性変形可能な弾性ヒンジとした構成とすることにより、変位機構によりテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための各ローラをテーブル移動方向と直角方向に変位させるためローラユニットをシンプルな構成で実現でき、該ローラユニットの軽量化に有利なものとすることが可能になる。
（８）一側面側ローラを駆動ローラとすると共に、他側面側ローラを２つとし、該各他側面側ローラを、上記駆動ローラからテーブル移動方向の等間隔位置でスライドバーの他側面に接触させるようにした構成とすることにより、上記駆動ローラをスライドバーの一側面に接触させる際の与圧を制御する際に、上記各他側面側ローラを変位させるための各変位機構より各他側面側ローラへ作用させる力を均等化できて、該各変位機構の力の制御を容易なものとすることができる。更に、上記２つの他側面側ローラを、搬送テーブル自体の向きから所要角度ずれた方向に沿って並ぶよう配置させて、スライドバーの軸線方向を基準として、上記搬送テーブル自体の向きを回転させるときに、上記各変位機構の作動量をほぼ等しくできることから、該各変位機構に同一形式のものを採用できて、コストの削減化を図ることができると共に、各変位機構に要求される他側面側ローラのストローク量を小さく抑えることが可能になる。
（９）スライドバーは、搬送テーブルの移動時の案内要素となるものであり、且つ駆動ローラとの接触部により搬送テーブルを移動させる駆動要素ともなるものでもあり、このスライドバーの上部又は下部と搬送テーブルとの間に位置検出用リニアエンコーダを配置することにより、駆動要素、案内要素、位置検出器をほぼ同じ直線状に配置することが可能となって、アッベ誤差の低減が図れ、非常に高精度な位置決めが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図７は本発明の摩擦駆動搬送装置の実施の一形態を示すもので、固定部となる水平なベース５１の上側に、矩形断面形状として幅方向の両側面を後述する駆動ローラ５４及び押付ローラ５５ａ，５５ｂとの接触面としてなるスライドバー５２を、搬送テーブル５３の移動方向に延びるよう配置すると共に、該スライドバー５２よりも狭幅の取付部材５６を介して上記ベース５１の上面に設置する。又、上記搬送テーブル５３を門型形状として、上記ベース５１の上側に、上記スライドバー５２を跨ぐように配置すると共に、上記ベース５１上にてスライド可能となるようにする。上記搬送テーブル５３には、上記スライドバー５２の一側面に接触させるための一側面側ローラとしての駆動ローラ５４と、該駆動ローラ５４に対してテーブル移動方向の前後方向にずれた２個所、たとえば、上記駆動ローラ５４からテーブル移動方向の前後方向に所要の等間隔を隔てた２個所で上記スライドバー５２の他側面にそれぞれ接触させるための他側面側ローラとしての押付ローラ５５ａ，５５ｂを備えると共に、上記駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂを、テーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構としてのピエゾアクチュエータ５７，５８，５９を備える。更に、上記搬送テーブル５３の所要位置に、駆動モータ６０を設けて、該駆動モータ６０の出力軸に、上記駆動ローラ５４をたわみ継手６１を介し接続してなる構成とする。これにより、上記各ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９によって上記駆動ローラ５４と押付ローラ５５ａ，５５ｂをそれぞれ所要の与圧で上記スライドバー５２の両側面に押し当てた状態にて、上記駆動モータ６０により駆動ローラ５４を正逆転駆動することで、該駆動ローラ５４と上記スライドバー５２との接触面に生じる摩擦を利用して、駆動ローラ５４をスライドバー５２に沿って走行させ、該駆動ローラ５４と一体に上記搬送テーブル５３を、上記スライドバー５２の長手方向に移動させることができるようにしてある。更に、上記各ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９を適宜連携して伸縮作動させることにより、上記駆動ローラ５２と各押付ローラ５５ａ及び５５ｂの搬送テーブル５３に対する相対的な位置を変位させることで、該搬送テーブル５３の上記スライドバー５２に対する相対的な位置及び角度を変更できるようにしてある。

詳述すると、上記搬送テーブル５３は、平板状のテーブル本体６２の下側に、左右両端部位置の垂直部６４ａ，６４ｂと、該左右の垂直部６４ａと６４ｂの上端部同士を一体に連結した水平部６５とからなる門型形状のテーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄを、テーブル移動方向に所要間隔を隔てて４枚配置すると共に、該各テーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの上端部を、上記テーブル本体６２の下面に一体に取り付ける。更に、上記各テーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの左右の垂直部６４ａと６４ｂの下端部外側には、テーブル移動方向に延び且つ上記各テーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの垂直部６４ａ，６４ｂの下端位置よりも所要寸法下方の位置に底面を有する左右一対の脚部材６６を取り付けてなる構成としてある。なお、上記各脚部材６６の底面と上記ベース５１の上面のいずれか一方又は双方に、摩擦係数の小さい材質製の図示しない摩擦低減部材を取り付けたり、あるいは、上記各脚部材６６の底面と、上記ベース５１の上面との間の摩擦を低減させるための図示しない摩擦低減機構を備える等して、上記各脚部材６６の底面は、上記ベース５１の上面に対して円滑にスライドさせることができるようにしてあるものとする。これにより、上記ベース５１の上側に載置した上記搬送テーブル５３の荷重を、上記各脚部材６６を介して上記ベース５１に伝えて支持させた状態にて、該搬送テーブル５３を任意の方向へ容易に移動させることができるようにしてある。

更に、上記搬送テーブル５３にてテーブル移動方向に配列された第１、第２、第３、第４の各テーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄのうち、テーブル移動方向の中央寄りに位置する第２と第３のテーブルフレーム６３ｂと６３ｃの水平部６５における左右方向中央部よりも一側寄り位置（図２における左寄り位置）の下側には、上記駆動ローラ５４をスライドバー５２側に露出させた状態で回転可能に保持したローラハウジング６８と、該ローラハウジング６８のテーブル移動方向と直角の方向への変位のみを許容する直動ガイド６９とを具備してなる駆動ローラユニット６７を取り付ける。又、上記第１と第２のテーブルフレーム６３ａと６３ｂの水平部６５における左右方向中央部よりも他側寄り位置（図２における右寄り位置）の下側、及び、上記第３と第４のテーブルフレーム６３ｃと６３ｄの水平部６５における左右方向中央部よりも他側寄り位置の下側には、押付ローラ５５ａ又は５５ｂをスライドバー５２側に露出させた状態で回転可能に保持したローラハウジング６８と、該ローラハウジング６８のテーブル移動方向と直角の方向への変位のみを許容する直動ガイド６９とを具備してなる押付ローラユニット７０ａ及び７０ｂをそれぞれ取り付ける。

更に具体的には、上記駆動ローラユニット６７は、図３及び図５（イ）（ロ）（ハ）に示す如き構成としてある。すなわち、上記駆動ローラユニット６７のローラハウジング６８は、上下の水平部６８ａ，６８ｂと、該各水平部６８ａ，６８ｂの反スライドバー５２側の端部同士を連結する垂直部６８ｃとからなるコの字形状として、上記上下の水平部６８ａと６８ｂとの間に駆動ローラ５４を配置すると共に、該駆動ローラ５４の上下両端部を、上下の水平部６８ａと６８ｂに、それぞれ軸受７１を介して回転自在に保持させるようにしてある。

更に、上記ローラハウジング６８のテーブル移動方向の両側位置に、上下方向に延びる板状の取付部材７２を、該取付部材７２同士の間隔が上記第２と第３のテーブルフレーム６３ｂと６３ｃの間隔よりもやや広くなるように配置すると共に、上記ローラハウジング６８の上下の水平部６８ａ，６８ｂにおけるテーブル移動方向の前後両端面の複数個所と、上記各取付部材７２の対応する個所とを、テーブル移動方向に延び且つ長手方向両端部を薄肉部６９ａとして該薄肉部６９ａにてテーブル移動方向と直角の水平方向にのみ弾性変形できるようにしてある直動ガイドとしての弾性ヒンジ６９を介して一体に連結してなる構成としてある。

以上の構成としてなる駆動ローラユニット６７は、上記各取付部材７２の上端部の複数個所、たとえば、２個所を、上記第２と第３のテーブルフレーム６３ｂと６３ｃの水平部６５における左右方向中央部よりも一側寄り位置の下端縁部に、ボルト７３を介して取り付けるようにしてある。これにより、上記駆動ローラ５４を、ローラハウジング６８、弾性ヒンジ６９、取付部材７３を介して上記第２と第３のテーブルフレーム６３ｂと６３ｃの水平部６５に支持させた状態にて、上記各弾性ヒンジ６９の弾性変形により、上記ローラハウジング６８と一体に上記駆動ローラ５４をテーブル移動方向と直角方向へ変位可能となるようにしてある。なお、上記各取付部材７２には切欠部７４を設けて、上記駆動ローラ５４をスライドバー５２に押し当てる際に、該各取付部材７２がスライドバー５２と干渉する虞が生じないようにしてある。

上記各押付ローラユニット７０ａ，７０ｂは、図４及び図６に示す如く、図３及び図５（イ）（ロ）（ハ）に示した駆動ローラユニット６７と同様の構成において、ローラハウジング６８の上下の水平部６８ａに、駆動ローラ５４に代えて押付ローラ５５ａ又は５５ｂの上下両端部を、それぞれ軸受７１を介して回転自在に保持させるようにした構成としてある。更に、上記各押付ローラユニット７０ａ及び７０ｂは、各取付部材７２の上端部の２個所を、上記第１と第２のテーブルフレーム６３ａと６３ｂの水平部６５における左右方向中央部よりも他側寄り位置の下端縁部、及び、上記第３と第４のテーブルフレーム６３ｃと６３ｄの水平部６５における左右方向中央部よりも他側寄り位置の下端縁部に、ボルト７３を介してそれぞれ取り付けるようにしてある。その他、駆動ローラユニット６７の構成部材と同じものには同一の符号が付してある。なお、図３及び図４における符号７５は、上記各取付部材７２と、上記各テーブルフレーム６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄの水平部６５との間に生じる隙間に必要に応じて介装させるスペーサである。

更に、図１及び図２に示す如く、上記第２と第３のテーブルフレーム６３ｂと６３ｃの一側端部（図１、図２における左端部）の垂直部６４ａ同士の間に、上記駆動ローラユニット６７のローラハウジング６８の垂直部６８ｃに対向する垂直面を備えた支持部材７６を取り付けて、該支持部材７６の上記垂直面に、ロードセル７７を取り付けて支持させる。更に、上記ロードセル７７と、上記ローラハウジング６８の垂直部６８ｃの中央部とを、テーブル移動方向と直角方向に伸縮可能なピエゾアクチュエータ５７を介して連結してある。これにより、上記ピエゾアクチュエータ５７を伸縮作動させて、上記駆動ローラユニット６７のローラハウジング６８を、上記支持部材７６に取り付けてあるロードセル７７の位置を基準にして押し引き操作することにより、該ローラハウジング６８に保持した上記駆動ローラ５４を、テーブル移動方向に直角な方向へ変位させることができるようにしてある。更に、上記駆動ローラ５４を上記スライドバー５２に押し当てる際に、作用している与圧を上記ロードセル７７にて検出できるようにしてある。

上記駆動ローラユニット６７のローラハウジング６８に保持させてなる上記駆動ローラ５４は、その上端部を上側の軸受７１よりも上方に突出させて、該突出端部に、上記テーブル本体６２の下面における上記駆動ローラユニット６７の上方となる位置に下向きに設置した駆動モータ６０の出力軸を、たわみ継手６１を介して接続してある。これにより、上記したようにピエゾアクチュエータ５７の伸縮作動による上記駆動ローラ５４のテーブル移動方向と直角の方向への変位を、上記たわみ継手６１により吸収させながら、上記駆動ローラ５４へ上記駆動モータ６０の回転駆動力を伝達できるようにしてある。７８は、上記第２と第３のテーブルフレーム６３ｂ、６３ｃの水平部６５における上記駆動モータ６０の設置個所と対応する個所に設けた切欠部である。

又、上記第１と第２のテーブルフレーム６３ａと６３ｂの他側端部（図２における右端部）の垂直部６４ｂ同士の間、及び、上記第３と第４のテーブルフレーム６３ｃと６３ｄの他側端部の垂直部６４ｂの下端部同士の間には、支持台７９をそれぞれ配置して、該各支持台７９のテーブル移動方向の両端部を、上記各テーブルフレーム６３ａと６３ｂ，６３ｃと６３ｄの下端にそれぞれ取り付ける。更に、上記各支持台７９上に、上記各押付ローラユニット７０ａ，７０ｂのローラハウジング６８の垂直部６８ｃの中央部に対面するアクチュエータ取付座８０をそれぞれ設けると共に、該各アクチュエータ取付座８０と、それぞれ対応する押付ローラユニット７０ａ，７０ｂのローラハウジング６８の垂直部６８ｃの中央部を、テーブル移動方向と直角方向に伸縮可能なピエゾアクチュエータ５８，５９を介して連結する。これにより、上記各ピエゾアクチュエータ５８，５９を伸縮作動させて、上記各押付ローラユニット７０ａ，７０ｂのローラハウジング６８に保持させてなる各押付ローラ５５ａ，５５ｂを、上記支持台７９上のアクチュエータ取付座８０の位置を基準にして押し引き操作することにより、該ローラハウジング６８に保持した上記各押付ローラ５５ａ，５５ｂを、テーブル移動方向に直角な方向へ変位させることができるようにしてある。

更に、上記搬送テーブル５３には、図７に示す如き制御ユニット８１を備えるようにしてある。すなわち、上記制御ユニット８１は、たとえば、固定部となる上記ベース５１側に設けた基準点との距離を測定する等の手法により、該ベース５１上における搬送テーブル５３のテーブル移動方向に関する位置を検出するテーブル位置センサとしての光学センサ８２と、該光学センサ８２より入力される上記搬送テーブル５３のテーブル位置データｄ１、及び、上記ロードセル７７より入力される駆動ローラ５４を上記スライドバー５２に押し当てている与圧の検出データｄ２を基に、上記各ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９へ指令を与える制御装置８３を備えた構成としてある。

ここで、上記制御装置８３の制御内容について説明する。

上記構成としてある摩擦駆動搬送装置にて、上記駆動モータ６０により駆動ローラ５４を回転駆動させる際に、該駆動ローラ５４により上記搬送テーブル５３をスライドバー５２の長手方向へ移動させるための推力を良好に発生させるためには、上記駆動ローラ５４と上記スライドバー５２との接触面に生じる摩擦力の大きさを、所要の範囲内に保持する必要がある。又、上記駆動ローラ５４と上記スライドバー５２との接触面に生じる摩擦力の大きさは、上記駆動ローラ５４を上記スライドバー５２の一側面に押し当てる与圧の大きさに依存するため、上記駆動ローラ５４により上記搬送テーブル５３をスライドバー５２の長手方向へ移動させるための推力を良好に発生させることができるようにするためには、上記駆動ローラ５４をスライドバー５２へ押し当てるときの与圧を、所要の範囲内に保持すればよいこととなる。

ところで、上記摩擦駆動搬送装置では、上記ピエゾアクチュエータ５７により駆動ローラユニット６７のローラハウジング６８を介して上記駆動ローラ５４をスライドバー５２の一側面に押し当てることができるようにしてあると共に、上記ピエゾアクチュエータ５８と５９により各押付ローラユニット７０ａ，７０ｂのローラハウジング６８を介して上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂを上記スライドバー５２の他側面に押し当てることができるようにしてある。したがって、上記駆動ローラ５４を上記スライドバー５２の一側面に押し当てる際に作用する与圧の大きさは、上記ピエゾアクチュエータ５７により上記駆動ローラ５４をスライドバー５２の方向へ変位させようとする力と、上記ピエゾアクチュエータ５８と５９により上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂを上記スライドバー５２の方向へ変位させようとする力の合力とが釣り合うことによって定まる。

以上のことに鑑みて、上記制御装置８３は、上記ロードセル７７によって検出される上記駆動ローラ５４をスライドバー５２に押し当てるときの与圧の値が常に所望する範囲内になるように、上記ロードセル７７より入力される与圧の検出データｄ２を基に、上記駆動ローラ５４を変位させるべく上記ピエゾアクチュエータ５７へ与える変位指令と、上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂを変位させるために対応する各ピエゾアクチュエータ５８と５９へ与える変位指令のバランスをフィードバック制御する機能を備えるようにしてある。

又、上記構成としてある摩擦駆動搬送装置にて、上記スライドバー５２に撓み等が生じている場合は、該スライドバー５２の撓み等が生じている個所において、スライドバー５２の一側面に沿って走行するようにしてある駆動ローラ５４の位置が、搬送テーブル５３を真直させるための本来のテーブル進行方向位置よりテーブル進行方向と直角の方向に位置ずれを生じ、このため、該駆動ローラ５４と一緒にスライドバー５２の長手方向に移動するようにしてある搬送テーブル５３にも、上記スライドバー５２の撓みに従って、本来のテーブル進行方向位置から直角な方向に位置ずれが生じてしまう。

更に、上記スライドバー５２に撓み等が生じていることに起因して該スライドバー５２の軸線の方向に、搬送テーブル５３を真直させるための本来のテーブル進行方向からの角度のずれが生じている場合は、上記搬送テーブル５３がスライドバー５２に沿って長手方向に移動するときに、たとえば、テーブル本体６２の中心線方向等で示される該搬送テーブル５３自体の向きにも、本来のテーブル進行方向からの角度ずれが生じ、このため、上記搬送テーブル５３にヨーが発生してしまう。

ところで、上記摩擦駆動搬送装置では、上述したように、駆動ローラ５４及び２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂを、すべてピエゾアクチュエータ５７，５８，５９によりテーブル進行方向に直角な方向に変位させることができるようにしてあるため、前述したように、制御装置８３により、スライドバー５２の一側面に駆動ローラ５４を所定の与圧で押し当て、且つ該スライドバー５２の他側面に上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂを押し当てるようにした条件の下で、上記ピエゾアクチュエータ５７を所要寸法伸長作動させて上記駆動ローラ５４を押し出すように変位させると共に、上記各ピエゾアクチュエータ５８と５９を、上記ピエゾアクチュエータ５７の伸長量に相当する短縮量となるように短縮作させて、上記２つの押付ロール５５ａと５５ｂを対応するピエゾアクチュエータ５８，５９側へ引き寄せように変位させると、上記駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ、５５ｂが、搬送テーブル５３に対してテーブル移動方向と直角の方向に相対変位させられるようになる。この際、実際には、上記駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂは、上記スライドバー５２の両側面にそれぞれ押し当てられていて、テーブル進行方向と直角の方向には位置が拘束されているため、上記各ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９を伸縮作動させる力の反力により、上記搬送テーブル５３を、上記スライドバー５２の位置を基準として、駆動ローラ５４側へシフトさせることができるようになる。

一方、スライドバー５２の一側面に駆動ローラ５４を所定の与圧で押し当て、且つ他側面に上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂを押し当てるようにした条件の下で、上記とは逆に、上記各ピエゾアクチュエータ５８，５９を所要寸法伸長作動させて上記各押付ローラ５５ａ，５５ｂを押し出すように変位させると共に、上記ピエゾアクチュエータ５７を上記各ピエゾアクチュエータ５８，５９の伸長量に相当する短縮量となるように短縮作動させて、上記駆動ロール５４を該ピエゾアクチュエータ５７側へ引き寄せるように変位させると、上記駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂの搬送テーブル５３に対するテーブル移動方向と直角の方向の相対位置が変化させられることに伴い、上記搬送テーブル５３を、上記スライドバー５２の位置を基準として、押付ローラ５５ａ，５５ｂ側へシフトさせることができるようになる。

更に、上記ピエゾアクチュエータ５８と５９の伸縮量が等しくなるようにすると、上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂは、上記搬送テーブル５３自体の向きと平行に配置される。したがって、この場合は、上記搬送テーブル５３自体の向きと平行配置されている上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂが共にスライドバー５２の他側面に押し当てられることにより、上記搬送テーブル５３自体の向きは、上記スライドバー５２の軸線方向に一致させられるようになる。

これに対し、スライドバー５２の一側面に駆動ローラ５４を所定の与圧で押し当て、且他側面に上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂを押し当てるようにした条件の下において、上記ピエゾアクチュエータ５８と５９の伸縮量に差を生じさせて、たとえば、搬送テーブル５３を図１における矢印ｘ方向へ進行させる際に、テーブル進行方向の前側に位置するピエゾアクチュエータ５８を所要寸法伸長作動させて、進行方向前側の押付ローラ５５ａを押し出すように変位させると共に、テーブル進行方向の後方に位置するピエゾアクチュエータ５９を、所要寸法収縮作動させて、進行方向後側の押付ローラ５５ｂを該ピエゾアクチュエータ５９側へ引き寄せるように変位させると、上記各押付ローラ５５ａと５５ｂの配置が、搬送テーブル５３自体の向きに対して平行ではなくなり、これにより、上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂが共に他側面に押し当てられているスライドバー５２の軸線方向に対して、上記搬送テーブル５３自体の向きを、図１における時計周り方向に角度変更できるようになる。

一方、スライドバー５２の一側面に駆動ローラ５４を所定の与圧で押し当て、且つ他側面に上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂを押し当てるようにした条件の下において、搬送テーブル５３を図１における矢印ｘ方向へ進行させる際に、上記とは逆に、テーブル進行方向の前側に位置するピエゾアクチュエータ５８を所要寸法収縮作動させて、進行方向前側の押付ローラ５５ａを該ピエゾアクチュエータ５８側へ引き寄せるように変位させると共に、テーブル進行方向の後方に位置するピエゾアクチュエータ５９を、所要寸法伸長作動させて、進行方向後側の押付ローラ５５ｂを押し出すように変位させると、上記各押付ローラ５５ａと５５ｂの配置が、搬送テーブル５３自体の向きに対して平行ではなくなることに起因して、上記搬送テーブル５３自体の向きを、上記スライドバー５２の軸線方向に対して、図１における反時計周り方向に角度変更できるようになる。

これらのことに鑑みて、上記制御装置８３は、ベース５１上にスライドバー５２が設置された状態で予め該スライドバー５２の撓みを検定することで得られる結果、すなわち、該スライドバー５２の長手方向の各所において、該スライドバー５２の位置が、真直であるべき本来のテーブル進行方向上の位置から、どの程度直角な方向へずれているかを示す位置ずれの計測結果、及び、該スライドバー５２の軸線方向が、本来のテーブル進行方向から左右方向へどの程度ずれているかを示す角度ずれの計測結果を基に、上記スライドバー５２の長手方向の各所ごとに、上記スライドバー５２に沿って移動する搬送テーブル５３の位置を、本来のテーブル進行方向上の位置に戻す（一致させる）ために必要とされるテーブル進行方向に直角な方向の位置補正量と、上記スライドバー５２の軸線方向の本来のテーブル移動方向からの角度ずれに応じてヨー角に変動を生じる搬送テーブル５３自体の向きを、本来のテーブル進行方向に戻す（一致させる）ために必要とされるヨー角補正量についての補正テーブルを記憶しておく機能を備えるようにする。

更に、上記制御装置８３は、上記駆動ローラ５４を駆動モータ６０により回転駆動させて上記搬送テーブル５３を実際にスライドバー５２に沿って移動させるときに、上記光学センサ８２より搬送テーブル５３の所在に関するテーブル位置データｄ１が入力されると、上記補正テーブルに従って、該搬送テーブル５３が存在している位置にて、搬送テーブル５３に与えるべき位置補正量及びヨー角補正量を求めて、該各補正量に応じた補正が行われるように上記駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂを変位させるための変位指令を、上記各アクチュエータ５７，５８，５９へ与える機能をも有するものとしてある。

なお、図示してはいないが、上記制御装置８３は、上記光学センサ８２、あるいは、搬送テーブル５３のテーブル進行方向に関する位置を検出できる別のセンサ等からの入力を基に、上記駆動モータ６０を適宜制御して、上記搬送テーブル５３のテーブル進行方向の移動量を制御できる機能を備えるようにしてあるものとする。

以上の構成としてある摩擦駆動搬送装置によれば、駆動モータ６０により駆動ローラ５４を正逆転駆動させることで、該駆動ローラ５４とベース５１上に設置してあるスライドバー５２との接触面に生じる摩擦を利用して、搬送テーブル５３を、上記スライドバー５２に沿って移動させることができる。更に、上記スライドバー５２が、たとえば、撓み等により該スライドバー５２の位置が、本来のテーブル進行方向上の位置から直角方向に位置ずれを生じている個所では、制御装置８３により、上記駆動ローラ５４を変位させるピエゾアクチュエータ５７の伸縮量と、各押付ローラ５５ａ，５５ｂを変位させるピエゾアクチュエータ５８，５９の伸縮量のバランスを適宜変化させることで、搬送テーブル５３の位置を、本来のテーブル進行方向上の位置に保持させることができる。又、上記スライドバー５２の撓み等により該スライドバー５２の軸線方向が、本来のテーブル進行方向から角度ずれを生じている個所では、制御装置８３により、上記スライドバー５２に接触させている２つの押付ローラ５５ａと５５ｂを個別に変位させるピエゾアクチュエータ５８と５９の伸縮量のバランスを適宜変化させることで、上記搬送テーブル５３のヨー角の補正を行って、該搬送テーブル５３自体の向きを、本来のテーブル進行方向に一致させた状態で保持させることができる。

したがって、上記スライドバー５２に撓み等が生じていても、搬送テーブル５３の真直性を確保できると共に、ヨーの発生を未然に防止することができて、上記搬送テーブル５３の精密な位置決めを行うのに有利なものとすることができるようになる。よって、上記搬送テーブル５３の高い真直性が必要とされる場合であっても、上記スライドバー５２には、非常に高い精度が要求されることがないため、該スライドバー５２の製造コストや設置コストを削減できる。しかも、上記スライドバー５２の長尺化が容易になることから、摩擦駆動搬送装置の長ストローク化を低コストで且つ容易に図ることが可能となる。

更に、上記搬送テーブル５３の推力は、上記ベース５１上に設置してあるスライドバー５２に沿って駆動ローラ５４を走行させることで得るようにしてあると共に、上記搬送テーブル５３のテーブル進行方向に直角な方向への位置ずれの補正、及び、ヨー角の補正は、いずれも上記スライドバー５２の位置を基準として行うことができるようにしてあるため、上記搬送テーブル５３の真直性を確保するための直進ガイドを、別途設ける必要をなくすことができる。しかも、駆動機能とガイド機能を別々の機構に分担させる場合に生じるような力の干渉が発生する虞も解消できる。

上記駆動ローラ５４は、２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂから等間隔となる位置に配置してあるため、駆動ローラ５４をスライドバー５２の一側面に接触させる際の与圧を制御する際に、上記各ピエゾアクチュエータ５８と５９により上記２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂをスライドバー５２の他側面にそれぞれ押し当てる力を等しくすることができて、上記各ピエゾアクチュエータ５８と５９の制御を容易なものとすることができる。更に、搬送テーブル５３のヨー角の補正を行うために上記各ピエゾアクチュエータ５８と５９の伸縮量を相違させて、上記２つの押付ローラ５５ａと５５ｂを変位させるときには、上記ピエゾアクチュエータ５８又は５９の伸長作動量と、ピエゾアクチュエータ５９又は５８の収縮作動量をほぼ等しくできることから、各ピエゾアクチュエータ５８と５９に、同じストロークを有する同一形式のピエゾアクチュエータを採用することができて、コストの削減化を図ることができると共に、ピエゾアクチュエータ５８と５９に必要とされるストローク量を小さく抑えることが可能になる。

次に、図８及び図９（イ）（ロ）は上記構成としてある本発明の摩擦駆動搬送装置により搬送される搬送テーブルの位置決めを精度よく行わせるようにする実施の一形態を示すもので、図１乃至図７に示してあるものと同様な構成において、図１と図２に示すものに適用した状態を示す。すなわち、搬送テーブル５３の案内機構として機能しているスライドバー５２の中央部分と搬送テーブル５３との間に、位置検出器としての位置検出用リニアエンコーダ８４を配置し、上記案内機構としてのスライドバー５２と、該スライドバー５２の中央部分に配置された位置検出用リニアエンコーダ８４と、駆動モータ６０により駆動される駆動ローラ５４とスライドバー５２との接触部である駆動機構との３つの要素がほぼ同一の直線状に配置されているようにする。

上記位置検出用リニアエンコーダ８４は、スライドバー５２の上面に、たとえば、検出ヘッド８５を、該スライドバー５２の長手方向に延びるように配置して取り付けると共に、搬送テーブル５３のテーブルフレーム６３ｂ又は６３ｃの上記検出ヘッド８５に対応する部分に、たとえば、リニアスケール８６を取り付け、該リニアスケール８６と上記検出ヘッド８５とを非接触とするようにした構成とし、この位置検出用リニアエンコーダ８４を上記駆動モータ６０に接続し、位置検出用リニアエンコーダ８４から駆動モータ６０へ検出情報をフィードバックできるようにする。

その他の構成は、図１乃至図７に示してあるものと同じであり、同一のものには同一符号が付してある。

上記構成としてあるので、スライドバー５２の一側面に駆動ローラ５４が押し当てられ且つ他側面に２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂが押し当てられている状態において、駆動ローラ５４を駆動モータ６０からの動力により回転させて搬送テーブル５３を移動させる場合、搬送テーブル５３の位置は、位置検出器としての位置検出用リニアエンコーダ８４により検出される。

この際、搬送テーブル５３の下部中央部分に配置されているスライドバー５２の上部に位置検出用リニアエンコーダ８４を配置し、且つ上記スライドバー５２は搬送テーブル５３の案内要素となるものであり、又、駆動要素は、上記スライドバー５２と駆動ローラ５４との接触部よりなるものであり、上記駆動要素と案内要素と位置検出用リニアエンコーダ８４が、案内要素としてのスライドバー５２を中心に互いに近接した位置の一直線状に配置されているようにしてあるので、図１２に示したようにガイド部４２ｂが駆動要素としてのリニアモータ４６の外側に配置してある構成のものに比して、駆動、案内、位置検出の３つのアッベ誤差を低減させることができる。これにより高精度な位置決めを行わせることが可能となる。

上記説明においては、スライドバー５２の中央部分の上部に設ける位置検出用リニアエンコーダ８４として、スライドバー５２の上面に検出ヘッド８５を配置し、搬送テーブル５３のテーブルフレーム６３ｂ又は６３ｃにリニアスケール８６を配置したものを示したが、スライドバー５２側にリニアスケール８６を取り付け、搬送テーブル５３のテーブルフレーム６３ｂ又は６３ｃ側に検出ヘッド８５を取り付けるようにすることもできる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、駆動ローラユニット６７は、駆動ローラ５４を、テーブル進行方向と直角の方向にのみ変位できるようにした状態で搬送テーブル５３側の所要位置に取り付けることができ、又、押付ローラユニット７０ａ，７０ｂは押付ローラ５５ａ，５５ｂを、テーブル進行方向と直角の方向にのみ変位できるようにした状態で搬送テーブル５３側の所要位置に取り付けることができれば、いかなる構造としてもよく、たとえば、直動ガイドとしては、ローラハウジング６８及び取付部材７２と一体化させてなる弾性ヒンジ６９に代えて、テーブル移動方向と直角方向にのみ弾性変形可能な板ばねや、テーブル移動方向と直角方向にのみスライド可能なスライド機構等、ローラハウジング６８のテーブル移動方向と直角方向の変位のみを許容できればいかなる直動ガイドを採用してもよい。

上記搬送テーブル５３は、ベース５１上に、任意の方向に容易にスライド可能に載置でき、且つスライドバー５２に押し当てるための駆動ローラ５４、押付ローラ５５ａ，５５ｂと、該各ローラ５４，５５ａ，５５ｂをテーブル移動方向と直角方向に変位させるためのピエゾアクチュエータ５７，５８，５９と、駆動ローラ５４のスライドバー５２に対する与圧を検出するロードセル７７と、駆動ローラ５４を回転駆動させる駆動モータ６０を所要位置に配置できるようにしてあれば、所望される搬送テーブル５３のサイズ、形状等に応じて適宜構造を変化させてもよい。

駆動ローラ５４、押付ローラ５５ａ，５５ｂをテーブル移動方向と直角方向に変位させるためのアクチュエータとしては、伸縮量の制御性や、反応速度の点等からピエゾアクチュエータ５７，５８，５９を用いることが望ましいが、他の形式のアクチュエータを採用してもよい。

上記実施の形態においては、スライドバー５２の一側面に接触させている一側面側ローラを、駆動モータ６０に連結してなる駆動ローラ５４とする構成としたが、上記一側面側ローラに代えて、スライドバー５２の他側面に接触させて押付ローラ５５ａ、５５ｂとして用いている他側面側ローラのいずれか一方に、駆動モータ６０をたわみ継手６１を介して連結して、該一方の他側面側ローラを駆動ローラとするようにしてもよい。又、上記駆動モータ６０は、テーブル本体６２下面に設置して、その出力軸を、たわみ継手６１を介して駆動ローラ５４に連結するものとして示したが、駆動モータ６０を、駆動ローラユニット６７における弾性ヒンジ６９を介した可動部であるローラハウジング６８上に配設して、その出力軸に、たわみ継手６１を使用することなく駆動ローラ５４を連結するようにしてもよい。更に又、駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂのすべてについて変位機構としてのピエゾアクチュエータ５７，５８，５９を個別に備える構成について説明したが、上記駆動ローラ５４又は各押付ローラ５５ａ，５５ｂの内のいずれか１つのローラが、テーブル移動方向と直角の方向に変位させるための変位機構を備えない構成としてもよく、この場合は、残る２つのローラを変位させることで、搬送テーブル５３のヨー角補正効果を得ることが可能になる。

制御装置８３は、予めスライドバー５２の撓みを検定した結果に基づく搬送テーブル５３のテーブル進行方向に直角な方向の位置補正量と、ヨー角補正量についての補正テーブルを備えて、該補正テーブルに従って、搬送テーブル５３が存在している位置にて、搬送テーブル５３に与えるべき位置補正量及びヨー角補正量に応じた補正が行われるように駆動ローラ５４及び各押付ローラ５５ａ，５５ｂを変位させるための変位指令を発するものとして示したが、搬送テーブル５３の運転中に該搬送テーブル５３の位置及びヨー角のずれ量を測定可能な機器を装備することで、該ずれ量の測定結果に従って搬送テーブル５３のテーブル進行方向に直角な方向の位置補正量と、ヨー角補正量を決定する機能を有するようにしてもよい。

上記においては、水平なベース５１上で搬送テーブル５３を移動させる形式の摩擦駆動搬送装置として説明したが、本発明の摩擦駆動搬送装置を、垂直なベース５１にほぼ水平方向に延びるよう設置したスライドバー５２に沿って、搬送テーブル５３を移動させる形式に適用してもよい。この場合は、スライドバー５２と、搬送テーブル５３側に設ける駆動ローラ５４、押付ローラ５５ａ，５５ｂ、ピエゾアクチュエータ５７，５８，５９、ロードセル７７、駆動モータ６０の図１、図２における左右方向の位置関係を、上下方向に配置するようにすればよい。更に、駆動ローラ５４と２つの押付ローラ５５ａ，５５ｂとの位置関係は、駆動ローラ５４が押付ローラ５５ａ，５５ｂの間であれば中央以外の位置にあってもよいこと、駆動ローラ５４と押付ローラ５５ａ，５５ｂとは異なる外径のものとしてもよいこと、又、図８及び図９（イ）（ロ）に示す実施の形態では、位置検出用リニアエンコーダ８４をスライドバー５２の上面側に取り付けた場合を示したが、前記したように駆動要素と案内要素と位置検出用リニアエンコーダ８４がスライドバー５２を中心とする一直線状に配置されれば、スライドバー５２の下面側に位置検出用リニアエンコーダ８４を取り付けるようにしてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の摩擦駆動搬送装置の実施の一形態を示す概略切断平面図である。図１のＡ−Ａ方向矢視図である。図１のＢ−Ｂ方向矢視図である。図１のＣ−Ｃ方向矢視図である。図１の装置の駆動ローラユニットを拡大して示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は（イ）のＤ−Ｄ方向矢視図、（ハ）は（イ）のＥ−Ｅ方向矢視図である。図１の装置の押付ローラユニットを拡大して示す図５（ハ）に相当する図である。図１の装置の制御ユニットを示す概要図である。本発明の摩擦駆動搬送装置の実施の他の形態を示す概略切断平面図である。（イ）は図８のＦ−Ｆ方向矢視図、（ロ）は（イ）のＧ部の拡大図である。従来提案されている摩擦駆動機構を備えた工作機械の送り装置を示すもので、（イ）は要部を示す縦断面図、（ロ）は（イ）のＨ−Ｈ方向矢視図である。従来提案されている摩擦駆動機構の別の例を示す概要図である。従来提案されているリニアモータを用いた駆動機構の例を示す切断正面図である。

符号の説明

５１ベース
５２スライドバー
５３搬送テーブル
５４駆動ローラ（一側面側ローラ）
５５ａ，５５ｂ押付ローラ（他側面側ローラ）
５７、５８、５９ピエゾアクチュエータ（変位機構）
６０駆動モータ
６７駆動ローラユニット（ローラユニット）
６８ローラハウジング
６９弾性ヒンジ（直動ガイド）
７０ａ，７０ｂ押付ローラユニット（ローラユニット）
８４位置検出用リニアエンコーダ
８５検出ヘッド
８６リニアスケール

Claims

搬送テーブルの移動方向に延びるスライドバーを設け、且つ上記搬送テーブルに、上記スライドバーの一側面に接触させる一側面側ローラと、上記スライドバーの他側面に接触させる複数の他側面側ローラと、上記一側面側ローラ及び他側面側ローラのすべて、又は、いずれかをテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構と、上記一側面側及び他側面側の各ローラうちのいずれか１つのローラに連結して該ローラを駆動ローラとして回転駆動させるための駆動モータとを設けて、上記変位機構により上記駆動ローラ及び他の各ローラを上記スライドバーの両側面に押し当てるようにして、上記駆動モータにより駆動される上記駆動ローラと上記スライドバー側面との接触で上記搬送テーブルを上記スライドバーに沿い移動できるようにしたことを特徴とする摩擦駆動搬送装置。
変位機構によりテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための各ローラを、該各ローラを回転自在に保持するローラハウジングと、該ローラハウジングのテーブル移動方向と直角の方向への変位のみを許容する直動ガイドを備えてなる個別のローラユニットを介して搬送テーブルに取り付け、更に、変位機構により、上記各ローラを、それぞれ対応するローラユニットのローラハウジングと一緒にテーブル移動方向と直角方向に変位させるようにした請求項１記載の摩擦駆動搬送装置。
直動ガイドを、テーブル移動方向と直角の方向にのみ弾性変形可能な弾性ヒンジとした請求項２記載の摩擦駆動搬送装置。
一側面側ローラを駆動ローラとすると共に、他側面側ローラを２つとし、該各他側面側ローラを、上記駆動ローラからテーブル移動方向の等間隔位置でスライドバーの他側面に接触させるようにした請求項１、２又は３記載の摩擦駆動搬送装置。
搬送テーブルの移動方向に延びるスライドバーを、該搬送テーブルの下部に設け、且つ上記搬送テーブルに、上記スライドバーの一側面に接触させる一側面側ローラと、上記スライドバーの他側面に接触させる複数の他側面側ローラと、上記一側面側ローラ及び他側面側ローラのすべて、又は、いずれかをテーブル移動方向と直角の方向に個別に変位させるための変位機構と、上記一側面側及び他側面側の各ローラのうちのいずれか１つのローラに連結して該ローラを駆動ローラとして回転駆動させるための駆動モータとを設けて、上記変位機構により上記駆動ローラ及び他の各ローラを上記スライドバーの両側面に押し当てるようにして、上記駆動モータにより駆動される上記駆動ローラと上記スライドバー側面との接触で上記搬送テーブルを上記スライドバーに沿い移動できるようにし、更に、上記スライドバーの上部又は下部に位置検出器を設けて、駆動、案内、位置検出の三要素を互いに近接した位置の直線状に配置するようにした構成を有することを特徴とする摩擦駆動搬送装置。
搬送テーブルの案内要素となり且つ側面への駆動ローラの接触部で駆動要素となるスライドバーの上部に位置検出用リニアエンコーダを配置した請求項５記載の摩擦駆動搬送装置。