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

XYθステージ機構および引っ張りばねの脱着装置 Download PDF

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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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