JP2009061512A - Table device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上面及び下面が相互に平行な平面状に形成された基台と、この基台の上面及び下面を挟んで配置された2個の平面玉軸受と、この2個の平面玉軸受を更に上面及び下面から挟持して保持し、少なくとも直交するX、Yの2方向に移動する移動台とを有するテーブル装置に関するものである。なお、ここでいう上面、下面などのテーブル装置の上下方向に関する表記は、テーブルを平型に置いたときの上下方向を示すものであって、縦型に置いたときには、実際の上下方向とは異なる方向となる。 The present invention relates to a base having an upper surface and a lower surface formed in a plane parallel to each other, two flat ball bearings arranged with the upper surface and the lower surface of the base interposed therebetween, and the two flat ball bearings Further, the present invention relates to a table device having a movable table sandwiched and held from the upper surface and the lower surface and moving in at least two orthogonal X and Y directions. Note that the notation regarding the vertical direction of the table device such as the upper surface and the lower surface here indicates the vertical direction when the table is placed in a flat shape, and when it is placed in a vertical shape, the actual vertical direction is It will be in a different direction.
テーブル装置は、移動する方向に沿ってそれぞれガイドが設けられているのが通常であり、例えば、直交するX、Yの2方向に移動する移動台を有するものでは、通常は、X方向に移動する移動台とY方向に移動する移動台とを上下に積み重ねて構成している。このため、このタイプのテーブル装置では、どうしても厚さが厚くなることは避けられない。更に、回転方向であるθ方向にも移動(回転)するときには、θ方向のガイドをこれに積み重ねることになるので、更に厚いテーブル装置とならざるを得ない。 The table device is usually provided with a guide along each moving direction. For example, a table device having a moving table that moves in two orthogonal X and Y directions normally moves in the X direction. The moving table that moves and the moving table that moves in the Y direction are vertically stacked. For this reason, in this type of table device, it is inevitable that the thickness will increase. Furthermore, when moving (rotating) also in the θ direction, which is the rotation direction, guides in the θ direction are stacked on this, and thus a thicker table device must be obtained.
この欠点を解消するものとして、例えば、特許文献1に示すように、上面及び下面が相互に平行な平面状に形成された基台と、この基台の上面及び下面を挟んで配置された2個の平面玉軸受と、この2個の平面玉軸受を更に上面及び下面から挟持して保持し、少なくとも直交するX、Yの2方向に移動する移動台とを有するテーブル装置が知られている。
In order to eliminate this defect, for example, as shown in
このタイプのテーブル装置(以下、平面軸受タイプのテーブル装置という)は、その1例を断面図として図5に示すように、テーブル装置50は、上面51a及び下面51bが相互に平行な平面状に形成された基台51と、この基台51の上面51a及び下面51bを挟んで配置された2個の平面玉軸受52、53と、この2個の平面玉軸受52、53を更に上面及び下面から挟持して保持し、少なくとも直交するX、Yの2方向に移動する移動台54とからなる構成となっている。そして、2個の平面玉軸受52、53は、いずれも多数個の保持孔が穿孔された平板状のリテーナ55と、この保持孔に保持された多数個の球体56とを有している。
As shown in FIG. 5 as an example of a cross-sectional view of this type of table device (hereinafter referred to as a planar bearing type table device), the
このテーブル装置50は、移動台54を案内するガイドが球体56とリテーナ55とからなる平面玉軸受52、53のみで、少なくとも直交するX方向とY方向の2方向、通常は直交するX方向、Y方向と回転方向であるθ方向の3方向に移動できるので、移動可能な方向の数に比較すると、厚さの非常に薄いテーブル装置を得ることができるとともに、ガイドがころがり軸受となるので摩擦抵抗が少なく、且つ滑らかに移動することができる特徴を有している。
In this
しかしながら、このテーブル装置50を縦型にして配置すると、移動台54が平面玉軸受52、53のみで支持されていて、回転方向を含むいずれの方向にも自由に移動できる特徴が災いして、移動台54の移動を繰り返している間に、リテーナ55が重力によってわずかずつ余分に下降し、遂には、リテーナ55の許容される可動範囲の限界を超えて下降するに至り、リテーナ55が下側の固定部材に衝突することが生じる。
However, when this
このことは、移動台54が短いストロークで上下方向に往復運動を繰り返し、ときどき移動台54の可動範囲一杯の大きなストロークで上下方向に移動する動作を行うときに顕著に現れる。即ち、短いストロークでの往復運動の間に、リテーナ55が重力によってわずかずつ余分に下降することを繰り返して、許容される可動範囲の限界を超えてしまい、その後に、移動台54の可動範囲一杯の大きなストロークで移動すると、リテーナ55が可動範囲の限界を超えて下側の固定部材に衝突することになる。
This remarkably appears when the
このときには、当然、リテーナ55に衝撃が加えられ、この衝撃が移動台54にも伝わることになる。そして、この後も、移動台54が大きなストロークで移動する度に、リテーナ55が可動範囲の限界を超えて移動して固定部材に衝突し、移動台54に衝撃が与えられることになる。この移動台54が精密加工や精密測定に使用されるものであれば、リテーナ55によって移動台54に衝撃が与えられることになり、移動台54の位置精度に誤差が生じる可能性が生じる。従って、移動台54の位置精度を保証するためには、このリテーナ55の余分な下降をどのようにして防止するかが問題となっていた。
At this time, naturally, an impact is applied to the
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解消して、上面及び下面が相互に平行な平面状に形成された基台と、この基台の上面及び下面を挟んで配置された2個の平面玉軸受と、この2個の平面玉軸受を更に上面及び下面から挟持して保持し、少なくとも直交するX、Yの2方向に移動する移動台とを有するテーブル装置において、リテーナが重力によって余分に下降することを防止することによって、縦型に配置してもリテーナが重力によって余分に下降することのない、平面軸受タイプのテーブル装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and a base having an upper surface and a lower surface formed in a plane parallel to each other and a base 2 placed between the upper surface and the lower surface of the base. In a table apparatus having a plurality of plane ball bearings and a movable table that holds and holds the two plane ball bearings from the upper surface and the lower surface and moves in at least two orthogonal X and Y directions, the retainer is gravity Therefore, the present invention is intended to provide a flat bearing type table device in which the retainer does not drop excessively due to gravity even if it is arranged vertically.
上記課題を解決するために、本発明は、上面及び下面が相互に平行な平面状に形成された基台と、この基台の上面及び下面を挟んで配置された2個の平面玉軸受と、この2個の平面玉軸受を更に上面及び下面から挟持して保持し、少なくとも直交するX、Yの2方向に移動する移動台とを有するテーブル装置において、前記2個の平面玉軸受は、いずれも多数個の保持孔が穿孔された平板状のリテーナと、この保持孔に保持された多数個の球体とを有し、更に、前記移動台の移動によって、前記リテーナを前記移動台の移動量の1/2だけ強制的に移動する連動機構を有することを特徴とするテーブル装置を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a base having an upper surface and a lower surface formed in a plane parallel to each other, and two planar ball bearings arranged with the upper surface and the lower surface of the base interposed therebetween. In addition, the two flat ball bearings further include a moving table that holds the two flat ball bearings from the upper surface and the lower surface and moves in at least two orthogonal X and Y directions. Each of them has a flat plate-like retainer in which a large number of holding holes are perforated, and a large number of spheres held in the holding holes. Further, the retainer is moved by moving the movable table. It is an object of the present invention to provide a table device characterized by having an interlocking mechanism that forcibly moves by half the amount.
ここで、前記連動機構が、中央部と両端部に球状体を有する連動ピンと、この連動ピンの中央部の球状体を支持する前記リテーナに設けられた第1の支持孔と、両端部の球状体を支持する前記基台と前記移動台とに設けられた第2の支持孔とからなり、前記連動ピンは、前記中央部の球状体から前記両端部の球状体までの距離が等距離で、且つ、前記基台と前記移動台とに設けられた第2の支持孔には、前記リテーナの側に大径の逃げ孔を有するものであって、この連動機構を少なくとも2個有することが望ましい。 Here, the interlocking mechanism includes an interlocking pin having a spherical body at the center and both ends, a first support hole provided in the retainer for supporting the spherical body at the center of the interlocking pin, and a spherical at both ends. It comprises a second support hole provided in the base for supporting the body and the moving base, and the interlocking pin has an equal distance from the spherical body at the center to the spherical bodies at the both ends. In addition, the second support hole provided in the base and the moving base has a large-diameter escape hole on the retainer side, and has at least two interlocking mechanisms. desirable.
そして、前記連動ピンの球状体が前記連動ピンに直接設けられた膨出部であり、前記リテーナに設けられた前記第1の支持孔が前記リテーナに直接穿孔された透孔であり、前記基台と前記移動台とに設けられた前記第2の支持孔が、いずれも前記リテーナに面する側から前記基台と前記移動台に直接穿孔された盲孔であることが望ましく、更に、前記リテーナに設けられた前記第1の支持孔が、前記リテーナに設けられた前記球体の前記保持孔と同径の孔であることが望ましい。 The spherical body of the interlocking pin is a bulging portion provided directly on the interlocking pin, and the first support hole provided in the retainer is a through hole directly drilled in the retainer. It is desirable that the second support holes provided in the table and the moving table are blind holes that are directly drilled in the base and the moving table from the side facing the retainer. It is desirable that the first support hole provided in the retainer is a hole having the same diameter as the holding hole of the sphere provided in the retainer.
又は、前記連動機構が、前記リテーナに設けられた第1の球面軸受と、前記基台と前記移動台とに設けられた第2の球面軸受と、この第1の球面軸受及び第2の球面軸受を連通する連通ピンとからなり、前記第1の球面軸受から前記第2の球面軸受までの距離が等距離で、且つ、前記第2の球面軸受の取付け孔には、前記リテーナの側に大径の逃げ孔を、奥側に小径の逃げ孔を有するものであって、この連動機構を少なくとも2個有することが望ましく、更に、前記基台と前記移動台に設けられた前記第2の球面軸受の取付け孔は、いずれも前記リテーナに面する側から穿孔された盲孔であることが望ましい。 Alternatively, the interlock mechanism includes a first spherical bearing provided on the retainer, a second spherical bearing provided on the base and the moving table, and the first spherical bearing and the second spherical surface. A connecting pin that communicates with the bearing, and the distance from the first spherical bearing to the second spherical bearing is equal, and the mounting hole of the second spherical bearing is large on the side of the retainer. It is desirable to have a relief hole with a diameter and a relief hole with a small diameter on the back side, and it is desirable to have at least two interlocking mechanisms, and further, the second spherical surface provided on the base and the moving base. The bearing mounting holes are preferably blind holes drilled from the side facing the retainer.
そして、前記移動台が、直交するX、Yの2方向及び回転方向であるθ方向に移動することが望ましい。 Then, it is desirable that the moving table moves in two directions of X and Y that are orthogonal to each other and in the θ direction that is the rotational direction.
以下、本発明を、最良の実施形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本発明のテーブル装置の1実施例を示す断面図、図2は連動機構の1実施例を示す断面図、図3は連動ピンの他の形状を示す図、図4は連動機構の他の実施例を示す断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating the best embodiment. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the table device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the interlocking mechanism, FIG. 3 is a diagram showing another shape of the interlocking pin, and FIG. It is sectional drawing which shows another Example.
本発明のテーブル装置10は、上面11a及び下面11bが相互に平行な平面状に形成された基台11と、この基台11の上面11a及び下面11bを挟んで配置された2個の平面玉軸受12、13と、この2個の平面玉軸受12,13を更に上面及び下面から挟持して保持し、水平面内(図では紙面に直交する面)を任意の方向に移動可能な移動台14とを有しており、移動台14の上面にワークを載置し、図示しない駆動装置で移動台14を任意の方向に移動して位置決めするものである。
The
ここで、2個の平面玉軸受12、13は、いずれも多数個の保持孔15a、16aが穿孔された平板状のリテーナ15、16と、この保持孔15a、16aに保持された多数個の球体17、18とを有している通常の平面玉軸受である。
Here, each of the two
このように構成されたテーブル装置10の移動台14は、上述したように、図示しない駆動装置によって駆動され、基台11の上面11a及び下面11bに沿って、平面玉軸受12、13に案内されて水平面内(図では紙面に直交する面)を任意の方向に移動可能となっており、少なくとも水平面内の直交するX、Yの2方向(例えば、X方向は紙面に沿った左右方向、Y方向は紙面に垂直な方向)に移動可能であり、通常は、回転方向であるθ方向にも移動可能となっている。ここで、X方向、Y方向、θ方向の語は、テーブル装置の移動方向を示す語として普通に使われている語である。
As described above, the movable table 14 of the
そして、基台11と移動台14の間には、移動台14の移動によって、リテーナ15、16を移動台14の移動量の1/2だけ強制的に移動する連動機構19、20が設けられている。この実施例における連動機構19と連動機構20とは実質的に同じ構成なので、以下では、連動機構19についてのみ説明する。
連動機構19は、図2に示すように、中央部と両端部に球状体21a、21b、21cを有する連動ピン21と、この連動ピン21の中央部の球状体21aを支持するためにリテーナ15に設けられた第1の支持孔15bと、両端部の球状体を支持するために基台11と移動台14とに設けられた第2の支持孔11c、14aとからなっている。
As shown in FIG. 2, the
そして、連動ピン21は、中央部の球状体21aから両端部の球状体21b、21cまでの距離がそれぞれ等距離であって、且つ、基台11と移動台14とに設けられた第2の支持孔11c、14aには、移動台14が、例えば図2の想像線の位置まで移動した際にも、基台11又は移動台14が連動ピン21と干渉しないように、リテーナ15の側に大径の逃げ孔11d、14bが設けられている。この逃げ孔11d、14bは、ストレートな孔として図示されているが、口元部が大径で奥が小径になるテーパ状の孔としても支障はない。
The interlocking
この実施例では、連動ピン21の球状体21a、21b、21cは、連動ピン21に直接設けられた膨出部である。しかしながら、図3に他の形状の連動ピン21の例を示したように、連動ピン21は、中央部の球状体21aから両端部の球状体21b、21cまでの距離が等距離であり、リテーナ15に設けられた第1の支持孔15bで中央部の球状体21aが、基台11と移動台14とに設けられた第2の支持孔11c、14aで両端部の球状体21b、21cが支持されていれば足りるものである。
In this embodiment, the
即ち、連動ピン21の球状体21a、21b、21cは、膨出部として直接設けることは必須ではなく、例えば図3(a)に示すように、強度と耐摩耗性を高めるために、研削した焼入れ鋼の球状体21a、21b、21cに棒状のピンを棒状部21dとして圧入して構成することもできる。
That is, it is not essential to provide the
或いは、図2に描かれた連動ピン21の形状は、球状体21a、21b、21cと棒状部21dとの接続部に応力が集中しやすい形状なので、図3(b)に示すように、この応力の集中をなくすために球状体21a、21b、21cから棒状部21dまでの直径を滑らかに変化させることもできる。
Alternatively, the shape of the interlocking
また、図2の実施例では、リテーナ15に設けられた第1の支持孔15bは、連動ピン21の第1の球状体21aを支持するためにリテーナ15に直接穿孔された透孔であり、基台11と移動台14とに設けられた第2の支持孔11c、14aは、いずれもリテーナ15に面する側から基台11と移動台14に直接穿孔された盲孔である。
In the embodiment of FIG. 2, the first support hole 15 b provided in the
特に、移動台14に設けられた第2の支持孔14aは、移動台14の表面に不要な孔を設けないために、移動台14のリテーナ15に面する側から直接穿孔された盲孔とすることが望ましい。そして、この実施例では、基台11に設けられた支持孔11cも、同様にリテーナ15に面する側から直接穿孔された盲孔となっている。
In particular, the second support hole 14 a provided in the moving table 14 is a blind hole that is directly drilled from the side facing the
しかしながら、これらの支持孔15b、11c、14aをリテーナ15、基台11又は移動台14に直接穿孔することも必須ではなく、例えば軸受材のブッシュを挿入することもできるなど、各種の改良を行うことが可能であることは当然である。しかし、連動機構19を安価に製造するためには、連動ピン21の球状体21a、21b、21cは連動ピン21に直接設けられた膨出部とし、支持孔15b、11c、14aはリテーナ15、基台11及び移動台14に直接穿孔することが望ましい。
However, it is not essential to directly drill these support holes 15b, 11c, and 14a in the
図2に示す実施例において、平面玉軸受12の球体17の保持孔15aと連動ピン21の中央部の球状体21aの支持孔15bとの径を同径の孔とすると、リテーナ15の支持孔15bの孔加工と球体17を保持する保持孔15aの孔加工とを同時に、且つ容易に行うことができ、安価に製造することができる。図2の実施例では、連動ピン21の両端部の球状体21b、21cも同径とすることによって、基台11と移動台14に設けられた支持孔11c、14aの盲孔も同径の孔として示されている。
In the embodiment shown in FIG. 2, if the diameters of the holding
この構成の連動機構19では、移動台14が移動すると、移動台14に設けられた支持孔14aによって連動ピン21の球状体21bが想像線の位置まで移動する。一方、基台11は移動しないので、基台11に設けられた支持孔11cは移動せず、連動ピン21の球状体21cも移動しない。そして、連動ピン21は、中央部の球状体21aから両端部の球状体21b、21cまでの距離が等距離になるように作られているので、中央部の球状体21aは、移動台14の移動量の1/2だけ移動することになる。
In the
従って、リテーナ15は、連動ピン21によって、常に移動台14の移動量の1/2だけ強制的に移動させられることになり、図1に示すテーブル装置10を縦型にして配置しても、リテーナ15は、常に移動台14の移動量の1/2だけ強制的に移動させられるので、リテーナ15が重力によって余分に下降することはなく、リテーナ15が可動範囲を超えて移動し、固定部材に衝突することは生じなくなる。
Therefore, the
この連動機構19は、図示されている紙面に平行な方向ばかりでなく、紙面に直交する方向においても同様に作用する。従って、移動台14がX、Y、θのいずれの方向に移動しても、リテーナ15は、常に移動台14の移動量の1/2だけ同じ方向に強制的に移動させられることになる。従って、この連動機構19を少なくとも2個配置することによって、リテーナ15は、全ての位置で、移動台14の移動量の1/2だけ強制的に移動させられることになる。しかし、連動ピン21の剛性を考慮すると、連動機構19を3〜4個配置することが望ましい。
This interlocking
図4は、連動機構の他の実施例を示すもので、この実施例の連動機構30は、リテーナ15に設けられた第1の球面軸受31と、基台11と移動台14とに設けられた第2の球面軸受32、33と、この第1の球面軸受31及び第2の球面軸受32、33を連通する連通ピン34とからなっている。
FIG. 4 shows another embodiment of the interlocking mechanism. The interlocking
このとき、第1の球面軸受31から第2の球面軸受32、33までの距離が等距離であって、第2の球面軸受32、33の取付け孔14c、11eには、リテーナ15の側に大径の逃げ孔11f、14dが、奥側には、連通ピン34に先端の逃げとなる小径の逃げ孔11g、14eが設けられている。大径の逃げ孔11f、14dの詳細については上述したので、ここでは説明を省略する。
At this time, the distance from the first
そして、基台11と移動台14に設けられた第2の球面軸受の取付け孔14c、11eは、図2に示す実施例と同様に、移動台14の表面に不要な孔を設けないために、リテーナ15に面する側から基台11と移動台14に穿孔された盲孔であることが望ましい。また、連通ピン34は、長手方向に移動しないように、第1の球面軸受31に固定することが望ましい。
And the mounting
この実施例の連動機構30は、このように構成されているので、移動台14が移動すると、移動台14に設けられた球面軸受33が想像線の位置まで移動する。一方、基台11は移動しないので、基台11に設けられた球面軸受32は移動しない。そして、球面軸受33と球面軸受32は、リテーナ15に設けられた球面軸受31を中心にして等距離であり、連通ピン34で連通されているので、球面軸受31は、移動台14の移動量の1/2だけ移動することになる。
Since the interlocking
従って、リテーナ15は、この連通ピン34によって、移動台14がどちらの方向に移動しても、常に移動台14の移動量の1/2だけ同じ方向に強制的に移動させられることになり、図4に示すテーブル装置を縦型にして配置しても、リテーナ15が重力によって徐々に下降することはなく、リテーナ15が可動範囲を超えて移動し、固定部材に衝突することは生じなくなる。必要とする個数などは、図2の実施例で述べたとおりなので再述しない。
Therefore, the
以上の説明は、移動台14が、直交するX、Yの2方向に移動することを前提として説明したが、平面玉軸受12、13は、移動台14を水平面内の任意の方向に移動可能に案内するものなので、追加の機構を設けることなく回転方向であるθ方向にも移動するように構成することができる。
The above description has been made on the assumption that the moving table 14 moves in two directions of X and Y orthogonal to each other. However, the
10 テーブル装置
11 基台
11a 上面
11b 下面
11c 支持孔
11d,11f 逃げ孔
11e 取付け孔
11g 小径の逃げ孔
12,13 平面玉軸受
14 移動台
14a 支持孔
14b,14d 逃げ孔
14c 取付け孔
14e 小径の逃げ孔
15,16 リテーナ
15a,16a 保持孔
15b 支持孔
17,18 球体
19,20 連動機構
21 連動ピン
21a,21b,21c 球状体
21d 棒状部
30 連動機構
31,32,33 球面軸受
34 連通ピン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記2個の平面玉軸受は、いずれも多数個の保持孔が穿孔された平板状のリテーナと、この保持孔に保持された多数個の球体とを有し、
更に、前記移動台の移動によって、前記リテーナを前記移動台の移動量の1/2だけ強制的に移動する連動機構を有することを特徴とするテーブル装置。 A base having an upper surface and a lower surface formed in a plane parallel to each other, two flat ball bearings disposed across the upper surface and the lower surface of the base, In a table apparatus having a movable table sandwiched and held from the lower surface and moving in at least two orthogonal X and Y directions,
Each of the two flat ball bearings has a flat plate retainer having a large number of holding holes, and a large number of spheres held in the holding holes.
The table device further comprises an interlocking mechanism for forcibly moving the retainer by a half of the moving amount of the moving table by the movement of the moving table.
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