JP2010256298A - ＸＹθステージ機構および引っ張りばねの脱着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め機構に引っ張りばねを用いたワークテーブルのメンテナンス作業を効率よく実施することのできるＸＹθステージ機構および引っ張りばねの脱着装置を提供する。
【解決手段】ベース１０に滑動自在に支持されたアライメントテーブル１１と、アライメントテーブル１１をベース１０に対し、Ｘ・Ｙ・θ方向に位置決めする位置調整機構（１２〜１４）と、アライメントテーブル１１をＸ軸方向の一方の側面部１１ａ側に押圧し、アライメントテーブル１１を位置調整機構（１２〜１４）で位置決めされた位置に固定する押圧機構（１６〜１９）と、アライメントテーブル１１に対する押圧機構（１６〜１９）の押圧力を解除し、アライメントテーブル１１をベース１０に対してフリー状態にするメンテナンス用治具２０とを具備して構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、位置決め機構に引っ張りばねを用いたアライメントテーブルを具備する部品製造装置、部品検査装置等に適用して好適なＸＹθステージ機構に関する。

また、本発明は、位置決め機構に引っ張りばねを用いた機器類のメンテナンス作業に適用して好適な引っ張りばねの脱着装置に関する。

固定台（ベース）上で面方向に移動可能なワークテーブル（アライメントテーブル）のＸ・Ｙ・θ方向を位置決めするＸＹθステージ機構として、ワークテーブルの一側面部を加圧し、他側面部を上記加圧に抗し、押圧ローラーで押圧することによって、固定台上で面方向に移動可能なワークテーブルのＸ・Ｙ・θ方向を位置決めする部品検査装置が存在する。

この部品検査装置に適用されるＸＹθステージ機構は、上記ワークテーブルの一側面部をＸ軸ハンドルの操作でＸ方向に押圧し、この押圧方向と直交する面方向（θ方向）をθ調整用ハンドルの操作で位置規制し、他側面部をバネレートの高い（弾性係数の大きい）引っ張りコイルばねの引張力により押圧ローラー（テンションローラー）に付与される押圧力で押圧している。このＸＹθステージ機構は、固定台上におけるワークテーブルの滑動性を維持するためのメンテナンスを必要とする。このメンテナンス作業は、張設状態にある引っ張りコイルばねを、押圧ローラーに押圧力を付与する回動アームの掛止部から外し、ワークテーブルを固定台に対しフリー状態にして、ワークテーブルの可動範囲全体に一定の滑動性を与えた後、ワークテーブルをフリー状態から引っ張りコイルばねが作用する位置規制状態に戻す作業を行う。

従来では、上記メンテナンス作業における引っ張りコイルばねの取り外しおよび取り付け作業を各々作業者の手作業で行っているが、引っ張りコイルばねに、バネレートの高い（３０〜５０Kg程度）ばね材を用いていることから、引張力の強い当該ばねの取り外し、および取り付け作業に多くの時間と労力を要していた。

この種、コイルばねに係る付帯構造として、従来では、コイルばねのコイルの隙間に、サージング周波数を調整する調整部材を介挿する技術が存在した。

特開２００２−２２７９２２号公報

上述したように、位置決め機構に引っ張りばねを用いたワークテーブルのメンテナンス作業において、従来では当該ばねの取り外し、および取り付け作業に多くの時間と労力を要していた。

本発明は、位置決め機構に引っ張りばねを用いたワークテーブルのメンテナンス作業を効率よく実施することのできるＸＹθステージ機構および引っ張りばねの脱着装置を提供することを目的とする。

本発明は、ベースと、前記ベースに滑動自在に支持されたアライメントテーブルと、前記アライメントテーブルのＸ軸方向の一方側面部及びＹ軸方向の一方側面部に接して前記アライメントテーブルを前記ベースに対しＸ・Ｙ・θ方向に位置決めする位置調整機構と、前記アライメントテーブルのＸ軸方向の他方側面部に接して前記アライメントテーブルを前記Ｘ軸方向の一方の側面部側に押圧し前記アライメントテーブルを前記位置調整機構で位置決めされた位置に固定する押圧機構と、前記アライメントテーブルに対する前記押圧機構の押圧力を解除し前記アライメントテーブルを前記ベースに対してフリー状態にするメンテナンス用治具とを具備し、前記押圧機構は、前記アライメントテーブルの前記Ｘ軸方向の他方の側面部に、Ｙ軸方向に間隔を存して接する一対の押圧ローラーと、前記押圧ローラーをそれぞれ回転自在に支持する一対の回動アームと、前記一対の回動アーム相互の間に着脱可能に掛止されて前記押圧ローラーに押圧力を付与する引っ張りコイルばねとを具備し、前記メンテナンス用治具は、前記引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されて前記引っ張りコイルばねを伸張状態に保つ複数の差し込み片と、この複数の差し込み片を一定の間隔を保ち支持する支持軸とを具備して構成されたＸＹθステージ機構を特徴とする。

また本発明は、部材相互間に張設された引っ張りコイルばねの脱着装置であって、前記引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されて、前記引っ張りコイルばねを伸張状態に保つ複数の差し込み片と、前記複数の差し込み片を一定の間隔を保ち支持する支持軸とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、位置決め機構に引っ張りばねを用いたワークテーブルのメンテナンス作業を効率よく実施することができる。

本発明の実施形態に係るＸＹθステージ機構の構成を示す平面図。 上記実施形態に係るＸＹθステージ機構の治具を除いた構成を示す側面図。 上記実施形態に係るメンテナンス用治具の構成を示す側面図。 上記実施形態に係るＸＹθステージ機構のメンテナンス作業を説明するための図。 上記実施形態に係るＸＹθステージ機構のメンテナンス作業を説明するための図。 上記実施形態に係るメンテナンス用治具の要部の構成を示す斜視図。 上記実施形態に係るメンテナンス用治具の要部の構成を示す側面図。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係るＸＹθステージ機構は、図１および図２に示すように、ベース１０と、ベース１０に滑動自在に支持されたアライメントテーブル１１と、アライメントテーブル１１のＸ軸方向の一方側面部１１ａおよびＹ軸方向の一方側面部１１ｂに接して、アライメントテーブル１１をベース１０に対し、Ｘ・Ｙ・θ方向に位置決めする位置調整機構（１２〜１４）と、アライメントテーブル１１のＸ軸方向の他方側面部１１ｃに接して、アライメントテーブル１１をＸ軸方向の一方の側面部１１ａ側に押圧し、アライメントテーブル１１を位置調整機構（１２〜１４）で位置決めされた位置に固定する押圧機構（１６〜１９）と、アライメントテーブル１１に対する押圧機構（１６〜１９）の押圧力を解除し、アライメントテーブル１１をベース１０に対してフリー状態にするメンテナンス用治具２０とを具備して構成される。

上記したＸＹθステージ機構の構成要素において、ベース１０は、ＸＹθステージ機構の固定台座を構成し、略中央部にアライメントテーブル１１を水平方向に滑動自在に支持するテーブル支持面を有し、このテーブル支持面の周囲でアライメントテーブル１１のＸ軸方向の一方の側面部１１ａ側およびＹ軸方向の一方の側面部１１ｂ側に位置調整機構（１２〜１４）を支持する位置調整機構支持領域を有し、上記テーブル支持面の周囲でアライメントテーブル１１のＸ軸方向の他方の側面部１１ｃ側に押圧機構（１６〜１９）を支持する押圧機構支持領域を有する。

アライメントテーブル１１は、例えば製造部品、被検査部品等が固定載置されるワークテーブルを構成し、ベース１０のテーブル支持面において、位置調整機構（１２〜１４）によりＸ・Ｙ・θ方向のテーブル位置が調整され、押圧機構（１６〜１９）の押圧力によりテーブル位置が固定される。アライメントテーブル１１のＸ軸方向の一方の側面部１１ａには、後述する可動ブロック１２Ｂの押圧傾斜面１２ｓに当接して回転するＸ方向移動量伝達ローラー１５がＹ軸方向の中央部に設けられている。このアライメントテーブル１１の基準（デフォルト）位置を図に符号１１ＤＦを付し破線で示している。

位置調整機構（１２〜１４）は、Ｘ軸方向の位置調整機構１２と、Ｙ軸方向の位置調整機構１３，１４とにより構成される。Ｘ軸方向の位置調整機構１２とＹ軸方向の位置調整機構１３，１４は、それぞれ、回転軸（押圧ねじ）１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを一体に設けた調整ハンドル１２ａ，１３ａ，１４ａと、回転軸１２ｃ，１３ｃ，１４ｃに螺合して調整ハンドル１２ａ，１３ａ，１４ａを支承する支持ブロック１２ｂ，１３ｂ，１４ｂとを具備して構成される。支持ブロック１２ｂ，１３ｂ，１４ｂはベース１０の位置調整機構支持領域に固定して設けられる。、
Ｘ軸方向の位置調整機構１２は、押圧傾斜面１２ｓをもつ可動ブロック１２Ｂを具備して構成される。この可動ブロック１２Ｂは、ベース１０の位置調整機構支持領域においてＹ軸方向（矢印ａ方向）に移動自在に設けられ、一端側に押圧傾斜面１２ｓを有し、他端側に回転軸１２ｃの当接面を有する。調整ハンドル１２ａを回転操作（例えば右方向に回転操作）すると、調整ハンドル１２ａに一体に設けられて支持ブロック１２ｂに螺合された回転軸１２ｃの先端が可動ブロック１２Ｂの当接面を図示矢印ａ方向に押し、可動ブロック１２Ｂを同方向に移動させる。この移動に伴い押圧傾斜面１２ｓに接するＸ方向移動量伝達ローラー１５を介してアライメントテーブル１１がＸ軸方向に移動し、調整ハンドル１２ａの回転操作量に応じてアライメントテーブル１１がＸ軸方向に位置調整される。Ｙ軸方向の位置調整機構１３，１４はアライメントテーブル１１のＹ軸方向に沿い、間隔を存して設けられるもので、Ｙ方向およびθ方向（Ｘ・Ｙの傾き）の位置調整機構を構成する。位置調整機構１３，１４の調整ハンドル１３ａ，１４ａを同量操作することでアライメントテーブル１１がＹ軸方向に位置調整され、調整ハンドル１３ａ，１４ａを個別に操作することでアライメントテーブル１１がθ方向に位置調整される。

押圧機構（１６〜１９）は、アライメントテーブル１１のＸ軸方向の他方側面部１１ｃに、Ｙ軸方向に間隔を存して接する一対の押圧ローラー１７，１７と、この押圧ローラー１７をそれぞれ回転自在に支持する一対の回動アーム１８，１８と、この一対の回動アーム１８，１８相互の間に着脱可能に掛止されて一対の押圧ローラー１７，１７に押圧力を付与する引っ張りコイルばね１６とを具備して構成される。引っ張りコイルばね１６はバネレートの高い（弾性係数の大きい）例えば３０〜５０Kg程度のばね材を用いて構成され、脱着可能に一対の回動アーム１８，１８相互の間に張設されている。

回動アーム１８，１８は、ベース１０の押圧機構支持領域に設けられた回動アーム支持軸１９，１９に回動自在に支持される。この回動アーム支持軸１９，１９に、押圧ローラー１７，１７が回転自在に支持され、引っ張りコイルばね１６が張設される。この実施形態では、Ｌ字状の板状体により回動アーム１８，１８を構成し、該アーム１８，１８がＬ字状の屈折部を回動支点に、外角が互いに離反する向きに軸支される。この回動アーム１８，１８の回動支点を中心に、テーブル支持面側に押圧ローラーの支持軸１８ｔが設けられ、反対側にばねの係止軸１８ｓが設けられている。この支持軸１８ｔに押圧ローラー１７が回転自在に支持され、係止軸１８ｓに引っ張りコイルばね１６の端部に形成された掛止部が掛止される。この引っ張りコイルばね１６のばね作用により、回動アーム１８，１８が矢印ｄ１方向に回動し押圧ローラー１７，１７がアライメントテーブル１１をＸ軸方向の一方の側面部１１ａ側に押圧し、アライメントテーブル１１を位置調整機構（１２〜１４）で調整した位置に固定する。なお、押圧ローラー１７，１７は、アライメントテーブル１１がデフォルト位置１１ＤＦにあってもアライメントテーブル１１のＸ軸方向の他方の側面部１１ｃに接しており（図４参照）、引っ張りコイルばね１６は常に回動アーム１８，１８に張設された状態にある。

この引っ張りコイルばね１６は上述したようにバネレートの高い（弾性係数の大きい）ばね材を用いて構成され、回動アーム１８，１８に脱着可能に常に張設状態で掛止され、ベース１０のテーブル支持面上におけるアライメントテーブル１１の滑動性を維持するためのメンテナンス作業において回動アーム１８，１８から一旦、取り外され、ベース１０に対してアライメントテーブル１１をフリー状態にして、アライメントテーブル１１の可動範囲全体に一定の滑動性を与えた後、再び回動アーム１８，１８に掛止される。

メンテナンス用治具２０は、引っ張りばねの脱着装置を構成する。このメンテナンス用治具２０は、引っ張りコイルばね１６が一定の伸張状態にあるとき、引っ張りコイルばね１６のコイル間に嵌挿されて、引っ張りコイルばね１６を伸張状態に保つメンテナンス用の治具であり、ＸＹθステージ機構のメンテナンス作業において引っ張りばねの脱着装置として用いられる。このメンテナンス用治具をばね脱着装置と呼称する。

このばね脱着装置２０は、引っ張りコイルばね１６を一定の伸張状態に保つ複数の差し込み片２１，２１，…，２１と、この差し込み片２１，２１，…，２１を一定の間隔を保ち支持する支持軸２５とを具備して構成される。この実施形態では、図３に示すように、各差し込み片２１，２１，…，２１相互の間に、小径ワッシャ２２と大径ワッシャ２３を介挿して、各差し込み片２１，２１，…，２１を引っ張りコイルばね１６のコイル径にほぼ等しいピッチ（ｐ）を保ち端縁を揃えて支持軸２５に配列し固定している。支持軸２５は、例えば表面に螺刻部を形成した棒状体を用いて構成され、各差し込み片２１，２１，…，２１を小径ワッシャ２２および大径ワッシャ２３を介挿して止め螺子（ナット）２６で締め付け固定している。

ここで、ばね脱着装置２０を用いたＸＹθステージ機構のメンテナンス作業を図４および図５を参照して説明する。図４はアライメントテーブル１１がデフォルト位置１１ＤＦに位置している状態、図５はアライメントテーブル１１が位置調整された状態を示している。

ＸＹθステージ機構は、ベース１０上におけるアライメントテーブル１１の滑動性を維持するためのメンテナンスを必要とする。このメンテナンス作業は、張設状態にある引っ張りコイルばね１６を、押圧ローラー１７，１７に押圧力を付与する回動アーム１８，１８の掛止部から外し、アライメントテーブル１１をベース１０に対しフリー状態にして、アライメントテーブル１１の可動範囲全体に一定の滑動性を与えた後、アライメントテーブル１１をフリー状態から引っ張りコイルばね１６が作用する位置規制状態に戻す作業を行う。

引っ張りコイルばね１６の取り外し時においては、アライメントテーブル１１を位置調整機構（１２〜１４）により位置調整された図５に示す位置（図１に示す実線位置）に位置規制した状態で、ばね脱着装置２０の差し込み片２１，２１，…，２１を引っ張りコイルばね１６の外側から図１に示す矢印ｅ方向に向けてコイル内に差し込み、図５（および図３）に示すように、コイル内に差し込み片２１，２１，…，２１を介挿させた後、アライメントテーブル１１の位置規制を解除し、アライメントテーブル１１を図５に示す位置から、例えば図４に示すデフォルト位置１１ＤＦに位置させる。これにより、引っ張りコイルばね１６は差し込み片２１，２１，…，２１により伸張された状態でばね脱着装置２０に保持される。この状態で、引っ張りコイルばね１６を回動アーム１８，１８から取り外すことにより、引っ張りコイルばね１６を容易に回動アーム１８，１８から取り外すことができる。

引っ張りコイルばね１６を回動アーム１８，１８から取り外すことにより、アライメントテーブル１１はベース１０に対してフリー状態となる。アライメントテーブル１１の可動範囲全体に一定の滑動性を与えた後、ばね脱着装置２０に伸張状態で保持した引っ張りコイルばね１６を回動アーム１８，１８に掛止し、差し込み片２１，２１，…，２１を引っ張りコイルばね１６のコイル間から引き抜く。これにより引っ張りコイルばね１６を容易に回動アーム１８，１８に張設状態で掛止できる。

このように、ばね脱着装置２０を用いてＸＹθステージ機構のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

上記したばね脱着装置２０のより詳細な構成を図６および図７に示している。この実施形態では、１枚の差し込み片２１を複数枚の薄板状のシムにより構成し、シムの重ね枚数により、引っ張りコイルばねのコイルに嵌挿される部分（フィン）の厚みを調整可能にしている。すなわち、差し込み片２１は、図６および図７に示すように、一端に、引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されるフィンを有し、他端に、支持軸２５に軸着される軸着用孔を有する、複数枚の帯状の板状体ｆ１，ｆ２，…（若しくは１枚の板状体ｆ１）により構成されている。複数枚の帯状の板状体ｆ１，ｆ２，…は、端縁を揃えて重ね合わせ、その重ね合わせた板状体ｆ１，ｆ２，…の両側を大径ワッシャ２３で挟み、ねじ締めすることで一体化される。なお、フィン相互の間隔を引っ張りコイルばねのコイル径に応じて調整する必要があるが、この実施形態では、大径ワッシャ２３の間に１枚若しくは複数枚の小径ワッシャ２２を介挿することによりピッチ調整を行っている。

この実施形態に係るばね脱着装置２０は、経済的に有利な構成で実現でき、また、上記したＸＹθステージ機構に係わらず、引っ張りコイルばねを伸張状態で掛止した各種の機器類のメンテナンスに適用できる。

１０…ベース（固定台座）１０、１１…アライメントテーブル（ワークテーブル）、１２…Ｘ軸方向の位置調整機構、１２Ｂ…可動ブロック、１２ｓ…押圧傾斜面、１３，１４…Ｙ軸方向の位置調整機構、１２ａ，１３ａ，１４ａ…調整ハンドル、１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ…支持ブロック、１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ…回転軸（押圧ねじ）、１５…Ｘ方向移動量伝達ローラー、１６…引っ張りコイルばね、１７…押圧ローラー、１８…回動アーム、１８ｔ…押圧ローラーの支持軸、１８ｓ…ばねの係止軸、１９…回動アーム支持軸、２０…メンテナンス用治具（ばね脱着装置）、２１…差し込み片、２２…小径ワッシャ、２３…大径ワッシャ、２５…支持軸。

Claims (4)

1. ベースと、
   前記ベースに滑動自在に支持されたアライメントテーブルと、
   前記アライメントテーブルのＸ軸方向の一方側面部及びＹ軸方向の一方側面部に接して前記アライメントテーブルを前記ベースに対しＸ・Ｙ・θ方向に位置決めする位置調整機構と、
   前記アライメントテーブルのＸ軸方向の他方側面部に接して前記アライメントテーブルを前記Ｘ軸方向の一方の側面部側に押圧し前記アライメントテーブルを前記位置調整機構で位置決めされた位置に固定する押圧機構と、
   前記アライメントテーブルに対する前記押圧機構の押圧力を解除し前記アライメントテーブルを前記ベースに対してフリー状態にするメンテナンス用治具とを具備し、
   前記押圧機構は、
   前記アライメントテーブルの前記Ｘ軸方向の他方の側面部に、Ｙ軸方向に間隔を存して接する一対の押圧ローラーと、
   前記押圧ローラーをそれぞれ回転自在に支持する一対の回動アームと、
   前記一対の回動アーム相互の間に着脱可能に掛止されて前記押圧ローラーに押圧力を付与する引っ張りコイルばねとを具備し、
   前記メンテナンス用治具は、
   前記引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されて前記引っ張りコイルばねを伸張状態に保つ複数の差し込み片と、この複数の差し込み片を一定の間隔を保ち支持する支持軸とを具備して構成されたことを特徴とするＸＹθステージ機構。
2. 部材相互間に張設された引っ張りコイルばねの脱着装置であって、
   前記引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されて、前記引っ張りコイルばねを伸張状態に保つ複数の差し込み片と、
   前記複数の差し込み片を一定の間隔を保ち支持する支持軸と
   を具備したことを特徴とする引っ張りコイルばねの脱着装置。
3. 前記差し込み片は、一端に、前記引っ張りコイルばねのコイル間の隙間に嵌挿されるフィンを有し、他端に、前記支軸部に軸着される軸着用孔を有する帯状の板状体により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の引っ張りコイルばねの脱着装置。
4. 前記板状体は、薄板状のシムにより構成され、前記シムの重ね合わせ枚数により前記フィンの厚さが規定されることを特徴とする請求項３に記載の引っ張りコイルばねの脱着装置。

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