JP2011038538A

JP2011038538A - スライド機構

Info

Publication number: JP2011038538A
Application number: JP2009183419A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Haraguchi; 康史原口; Yoshihiro Nakayama; 善弘中山; Yusuke Saito; 優介齋藤
Original assignee: SIGMAKOKI Co Ltd
Current assignee: SIGMAKOKI Co Ltd
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことがスライド機構を提供すること。
【解決手段】下面板１２と、上面板１４と、中間板１６とを備える。台形状に形成された中間板１６は、ネジ１８により上面板１４に締結され、中間板１６と上面板１４とで、アリが形成された第２の部材を構成する。下面板１２（第１の部材）には、当該アリに嵌合するアリ溝が形成されている。中間板１６の側面に、コロ３２、３４を配置し、中間板１６の底面に、コロ３６を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スライド機構に関する。

従来から、物体の移動や位置決めなどに使用される直動ステージ装置が知られており、プリント・サーキットボード（ＰＣＢ）とフレキシブル印刷配線板との接合位置合わせや、液晶パネルや有機ＥＬパネルの貼り合わせ等に幅広く使用されている。また、物体の姿勢調整などに使用される傾斜ステージが知られている（例えば、特許文献１）。

図７に、アリ式ステージと呼ばれる直動ステージ装置の従来例を示す。図６に示すアリ式ステージは、下面板１０１と、下面板１０１に対して移動する上面板１０２を備え、上面板１０２にはアリが形成され、下面板１０１にはアリと嵌合するアリ溝が形成されている。図６に示すアリ式ステージでは、送りネジノブ１０３により送りネジ（図示せず）を回すことで上面板１０２を移動させることができ、クランプネジ１０４により上面板１０２の位置を固定することができる。また、与圧用ネジ１０５によりアリ溝とアリ間の隙間を調節することできる。

図８（Ａ）に、クロスローラガイドと呼ばれるスライド機構を用いた直動ステージの従来例を示す。図８（Ａ）に示す直動ステージは、下面板２０１と、下面板２０１に対して移動する上面板２０２を備え、下面板２０１と上面板２０２との間には、ローラ（コロ）を交互に直交配置したクロスローラガイド２０３、２０４が設けられている。また、クロスローラガイドは、取り付けネジ２０５により上面板２０２に取り付けられ、図示しない取り付けネジにより下面板２０１に取り付けられている。図８（Ａ）に示す直動ステージでは、マイクロメータ取り付け金具２０６に取り付けられたマイクロメータ２０７により上面板２０２を移動させることができ、クランプネジ２０８により上面板２０２の位置を固定することができる。

特開２００３−４２１５４号公報

ところで、図７に示すアリ式ステージのスライド機構では、上面板１０２に比較的大きな加重が印加されると、上面板１０２と下面板１０１の間の摺動抵抗が増大しスムーズな駆動及び位置合わせが極めて困難になるという問題があった。

また、図８（Ａ）に示す直動ステージに用いられるクロスローラガイドでは、中加重時においては、スムーズな駆動及び位置合わせが可能であるが、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示すクロスローラガイド２０４の構成図から分かるように、加重方向と平行な位置関係で荷重を支えているため、高加重時においては、スムーズな駆動及び位置合わせが困難になるという問題があった。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことが可能なスライド機構を提供することにある。

（１）本発明は、第１の部材と、前記第１の部材に対して移動する第２の部材とを備え、前記第１の部材と前記第２の部材の一方にアリが、他方に前記アリに嵌合するアリ溝が形成されたスライド機構において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面にコロを配置したことを特徴とする。

本発明によれば、第１の部材と第２の部材とが対向する面にコロを配置することで、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことができる。

（２）また本発明において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面に、複数のコロを前記第２の部材の移動方向に並べて配置するようにしてもよい。

本発明によれば、第１の部材と第２の部材とが対向する面に複数のコロを第２の部材の移動方向に並べて配置することで、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことができる。

（３）また本発明において、
前記アリ又は前記アリ溝の斜面、及び前記アリ又は前記アリ溝の底面のそれぞれにコロを配置するようにしてもよい。

本発明によれば、アリ又はアリ溝の斜面にコロを配置することで、直動性能を向上させることができ、アリ又はアリ溝の底面にコロを配置することで、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことができる。

（４）また本発明において、
前記アリ又は前記アリ溝の斜面、及び前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面であって前記アリ又は前記アリ溝が形成されていない面のそれぞれにコロを配置するようにしてもよい。

本発明によれば、アリ又はアリ溝の斜面にコロを配置することで、直動性能を向上させることができ、第１の部材と第２の部材とが対向する面であってアリ又はアリ溝が形成されていない面にコロを配置することで、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことができる。

（５）また本発明において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面に配置したコロの直径を変更することによって前記アリに与える与圧を調整可能に構成するようにしてもよい。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態のスライド機構の構成の一例を示す図。上面板を取り外した場合のスライド機構の外観を示す斜視図。スライド機構の中間板の外観を示す斜視図。スライド機構の中間板の外観を示す斜視図。本実施形態のスライド機構を用いた直動ステージ装置の構成の一例を示す図。変形例について説明するための図。従来の直動ステージの構成の一例を示す図。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、クロスローラガイドを用いた従来の直動ステージの構成の一例を示す図。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．構成
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態のスライド機構の構成の一例を示す図である。

本実施形態のスライド機構１０（直動機構、直動ガイド）は、下面板１２（第１の部材）と、上面板１４と、中間板１６とを備える。台形状に形成された中間板１６は、ネジ１８により上面板１４に締結され、中間板１６と上面板１４とで、アリが形成された第２の部材を構成する。また、下面板１２には、当該アリに嵌合するアリ溝が形成されている。第２の部材を構成する上面板１４及び中間板１６は、下面板１２に対して直線的に移動する。

図２は、上面板１４を取り外した場合のスライド機構１０の外観を示す斜視図である。

図１（Ｂ）、図２に示すように、下面板１２には、中間板１６に与圧を与えるための与圧板４６が設けられている。中間板１６に与圧を与えることで、中間板１６の運動直進性を向上し、ヨーイング、ピッチング、ローリングを抑えることができる。なお、中間板１６に与える与圧は、下面板１２に設けられたネジ４８によりその強さを任意に調節することができる。

また、本実施形態のスライド機構１０では、下面板１２と中間板１６とが対向する面（第１の部材と第２の部材とが対向する面）にコロを配置している。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、中間板１６の２つの側面（第２の部材に形成されたアリの２つの斜面）には、コロ３２、３４が設けられ、中間板１６の底面（第２の部材に形成されたアリの底面）には、コロ３６が設けられている。

図３、図４は、スライド機構１０の中間板１６の外観を示す斜視図である。

図３に示すように、中間板１６の２つの側面（斜面）のそれぞれには、その回転軸が中間板１６の移動方向と直交する複数のコロ３２、３４（円筒状のローラ）が、中間板１６の移動方向（第２の部材の移動方向）に沿って（並べて）配置されている。また、中間板１６の２つの側面には、ガイド溝４１が形成され、複数のコロ３２は、コロ３２の回転に従ってガイド溝４１に沿って移動するゲージ３１に収められ、複数のコロ３４は、コロ３４の回転に従ってガイド溝（図示せず）に沿って移動するゲージ（図示せず）に収められている。

また、図４に示すように、中間板１６の底面には、その回転軸が中間板１６の移動方向と直交する複数のコロ３６が、中間板１６の移動方向に沿って配置されている。また、中間板１６の底面には、ガイド溝４５が形成され、複数のコロ３６は、コロ３６の回転に従ってガイド溝４５に沿って移動するゲージ３５に収められている。

本実施形態のスライド機構１０では、第２の部材を構成する中間板１６が、中間板１６の側面及び底面に配置されたコロ３２、３４、３６により支持され、中間板１６及び上面板１４の移動に伴ってコロ３２、３４、３６が回転するように構成されている。

図７に示す従来のアリ式ステージのスライド機構では、上面板１０２と下面板１０１は、摺動面において接触しており、上面板１０２の直進運動は、摺動抵抗を介して行われる。一方、本実施形態のスライド機構１０では、従来のアリ式ステージ装置の摺動面に相当する部分（中間板１６の両側面と底面）にコロ３２、３４、３６を配置することにより、第２の部材を構成する中間板１６及び上面板１４の直進運動が、コロの転がり抵抗を介して行われる。

すなわち本実施形態によれば、従来のアリ式ステージ装置のスライド機構と比較して、駆動時の摺動抵抗成分を低減し、転がり抵抗成分を増やすことにより、静止摩擦抵抗、動摩擦抵抗、駆動抵抗を低減することができ、また、運動耐久性、運動速度耐久性を向上させることができる。

また本実施形態では、中間板１６の２つの側面（第２の部材に形成されたアリの２つの斜面）にそれぞれコロ３２、３４を配置することにより、図８（Ｃ）に示すクロスローラガイド２０４と実質的に等価な運動機構を構成することができ、従来のアリ式ステージ装置のスライド機構と比較して、運動直進性を向上させ、ピッチング、ヨーイングを低減することができ、高精度な位置決めを行うことができる。

また本実施形態では、中間板１６の底面（第２の部材に形成されたアリの底面）にコロ３６を配置することにより、加重方向と平行な位置関係で荷重を支えるクロスローラガイドと比較して、高加重時においてもスムーズな駆動及び位置合わせを行うことができる。

図５は、本実施形態のスライド機構１０を用いた直動ステージ装置の構成の一例を示す図である。図５に示す直動ステージ装置５０は、不動部材５２と、不動部材５２に対して移動する可動部材５４を備え、不動部材５２と可動部材５４との間に、本実施形態のスライド機構１０が設けられている。スライド機構１０の上面板１４は、取り付けネジにより可動部材５４に取り付けられ、スライド機構１０の下面板１２は、取り付けネジにより不動部材５２に取り付けられている。

２．変形例
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態では、加工を容易にするため、第２の部材を２つの部材（上面板１４及び中間板１６）で構成する例について説明したが、第２の部材を一体的に構成するようにしてもよい。

また本実施形態では、下面板１２に設けられた与圧板４６により中間板１６（第２の部材に形成されたアリ）に与圧を与え、下面板１２に設けられたネジ４８により中間板１６に与える与圧を調節可能に構成する例について説明したが、下面板１２に与圧板４６（及び与圧板４６が配置される溝）とネジ４８を設けずに、中間板１６の斜面に配置されたコロ３２、３４或いは中間板１６の底面に配置されたコロ３６（第１の部材と第２の部材とが対向する面に配置したコロの一例）の直径を変更することにより、中間板１６（アリ）に与える与圧を調節可能に構成するようにしてもよい。すなわち、配置されたコロの直径を大きくするほど、中間板１６に与える与圧を大きくすることができ、配置されたコロの直径を小さくするほど、中間板１６に与える与圧を小さくすることができる。

また本実施形態では、中間板１６の２つの斜面及び底面（第２の部材に形成されたアリの２つの斜面及び底面）のそれぞれにコロを配置する例について説明したが、これに代えて、下面板１２（第１の部材）に形成されたアリ溝の２つの斜面と底面のそれぞれにコロを配置するようにしてもよい。

また、図６に示すように、中間板１６の２つの斜面（アリ又はアリ溝の２つの斜面）にコロ３２、３４を配置し、上面板１４と下面板１２とが対向する面（第１の部材と第２の部材とが対向する面であって、アリ又はアリ溝が形成されていない面）にコロ３０、３９を配置するようにしてもよい。このように、アリ又はアリ溝の底面にコロを配置することに代えて、第１の部材と第２の部材とが対向する面であってアリ又はアリ溝が形成されていない面にコロを配置するようにしても、本実施形態のスライド機構と同様の作用効果を奏する。

また、本実施形態では、物体の直線的な移動、位置決めに用いられるスライド機構（直動機構、直動ガイドについて説明したが、本発明を、アリ溝及びアリが、第１及び第２の部材のスライド方向に湾曲した円弧に沿って形成されたスライド機構（ゴニオステージに用いられるスライド機構）に適用するようにしてもよい。

１０スライド機構、１２下面板、１４上面板、１６中間板、１８ネジ、３１ゲージ、３２コロ、３４コロ、３５ゲージ、３６コロ、４１ガイド溝、４５ガイド溝、４６与圧板、４８ネジ

Claims

第１の部材と、前記第１の部材に対して移動する第２の部材とを備え、前記第１の部材と前記第２の部材の一方にアリが、他方に前記アリに嵌合するアリ溝が形成されたスライド機構において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面にコロを配置したことを特徴とするスライド機構。
請求項１において、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面に、複数のコロを前記第２の部材の移動方向に並べて配置したことを特徴とするスライド機構。
請求項１又は２において、
前記アリ又は前記アリ溝の斜面、及び前記アリ又は前記アリ溝の底面のそれぞれにコロを配置したことを特徴とするスライド機構。
請求項１又は２において、
前記アリ又は前記アリ溝の斜面、及び前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面であって前記アリ又は前記アリ溝が形成されていない面のそれぞれにコロを配置したことを特徴とするスライド機構。
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の部材と前記第２の部材とが対向する面に配置したコロの直径を変更することによって前記アリに与える与圧を調整可能に構成したことを特徴とするスライド機構。