JP2012051054A - 位置決めテーブル - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易で、荷重が付与された際にもテーブル板を正確な位置に維持することができる位置決めテーブルを提供すること。
【解決手段】基台の上方に下記条件を満足する三以上の支持ユニットを介してテーブル板を支持する位置決めテーブル：(１)各々の支持ユニットは、基台表面にスライド可能に設置された昇降装置、および昇降装置とテーブル板とを接続する接続具からなる；(２)昇降装置は、基台表面に沿って延びるレール２４、レールに支持された第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２、第二のスライド部材の上方に傾斜配置された第一のリニアガイド３１を介して支持され、第一のスライド部材の側面に第二のリニアガイド３２を介して昇降可能に接続された昇降部材２３、および各スライド部材を上記レール上でスライドさせて保持する駆動手段２５からなる；(３)接続具は、球面軸受３４と球面軸受を保持する第三のリニアガイド３３とからなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種物品の位置決めに用いられる位置決めテーブルに関する。

位置決めテーブルは、各種物品（以下「位置決め対象物」とも云う）の位置決め、例えば、機械加工を行なう際の加工対象物の位置決め、あるいは液晶セルを構成する二枚のガラス基板を貼り合わせる際のガラス基板の位置決めに用いられている。

位置決めテーブルは、基台の上方に、位置決め対象物が載置されるテーブル板が支持された構成を有している。テーブル板は、Ｘ軸方向への移動、Ｙ軸方向への移動、Ｚ軸方向への移動、および前記各軸（あるいは各軸に平行な軸）を中心とする傾斜移動（回転移動）をそれぞれ可能とする複数の支持ユニットを介して、基台の上方に支持される。なお、以下では、Ｘ軸方向への移動、Ｙ軸方向への移動、Ｚ軸方向への移動、および前記各軸（あるいは各軸に平行な軸）を中心とする傾斜移動のそれぞれが可能とされたテーブル板を用いる位置決めを、多自由度での位置決めと云う。

位置決めテーブルでは、テーブル板上で位置決めされた物品（位置決め対象物）に大きな荷重が付与されると、テーブル板が僅かに移動することがある。

例えば、テーブル板上で位置決めされた加工対象物をその表面に沿って切削加工するため、この加工対象物に切削用の工具を押し付けると、この加工対象物にテーブル板の表面に対して概ね平行な方向に沿って大きな荷重が付与されることがある。また、例えば、テーブル板上で位置決めされた加工対象物を穴あけ加工するため、この加工対象物にドリルを押し付けると、この加工対象物にドリルの周方向（テーブル板の表面に対して垂直な軸を中心とする円の周方向）に沿って大きな荷重が付与されることがある。また、例えば、テーブル板上で位置決めされた液晶セルの一方のガラス基板の上に、他方のガラス基板を押し付けると、このガラス基板にテーブル板の表面に対して概ね垂直な方向に沿って大きな荷重が付与されることがある。このため、テーブル板が、前記の荷重を受けて僅かに移動することがある。

このようにテーブル板が僅かに移動すると、加工対象物を高精度にて機械加工（例えば、上記のような切削加工や穴あけ加工）すること、あるいは液晶セルの二枚のガラス基板を高精度にて貼り合わせることが難しくなるという問題を生じる。

特許文献１には、基台の上方に、合計で６個のくさび機構と５自由度軸受（球面軸受）とを介してテーブル板を支持することにより、多自由度での位置決めを可能とした位置決めテーブルが開示されている。前記の各々のくさび機構は、基台上に設置されていて、直線運動可能なくさびと、くさびを駆動する送りネジ機構と回転アクチュエータとから構成されている。また、前記の各々の５自由度軸受は、くさび機構のくさびの表面（テーブル板の側の表面）にスライド可能に配置された状態でテーブル板に固定されている。そして、前記のテーブル板は、テーブル板を５自由度軸受と共に上記くさびの表面に押し付けるため（テーブル板を支持するくさび機構のくさびと球面軸受とが互いに離隔することを防止するため）、合計で５個の付勢手段（代表例、バネ）を介して基台に固定されている。

そして同文献の第１図〜第３図に開示された位置決めテーブルでは、テーブル板５２を、くさび機構７０、９０を作動させて５自由度軸受５３、５５と共にＸ軸方向に移動させた場合、残りのくさび機構、例えば、くさび機構１００、１１０、１２０の各々のくさびの表面（テーブル板の側の表面）に配置された５自由度軸受５６、５７、５８は、それぞれ前記くさびの表面上にてＸ軸方向にスライドする。その一方で、テーブル板５２を、くさび機構８０を作動させて５自由度軸受５４と共にＹ軸方向に移動させた場合、残りのくさび機構、例えば、くさび機構１００、１１０、１２０の各々のくさびの表面（テーブル板の側の表面）に配置された５自由度軸受５６、５７、５８は、それぞれ前記くさびの表面上にてＹ軸方向にスライドする。このように、くさび機構１００、１１０、１２０の各々のくさびの表面に配置された５自由度軸受５６、５７、５８は、それぞれ前記くさびの表面上にてＸ軸方向及びＹ軸方向に（二次元方向に）スライド可能とされている。

同様の理由により、くさび機構７０、９０の各々のくさびの表面に配置された５自由度軸受５３、５５は、それぞれ前記くさびの表面上にてＹ軸方向及びＺ軸方向に（二次元方向に）スライド可能とされ、そしてくさび機構８０のくさびの表面に配置された５自由度軸受５４は、それぞれ前記くさびの表面上にてＸ軸方向及びＺ軸方向に（二次元方向に）スライド可能とされている。

特開昭６４−７１６４０号公報（第１図−第３図）

特許文献１の位置決めテーブルは、テーブル板上で位置決めされた物品に、テーブル板の表面に対して垂直な方向以外の方向に沿って荷重が付与されると、テーブル板を５自由度軸受を介してくさび機構のくさびの表面に押し付けている付勢手段（代表例、バネ）が伸長して、テーブル板が僅かに移動する可能性がある。

また、同文献の位置決めテーブルによって高精度での位置決めを実現するためには、上記の各々の５自由度軸受がくさび機構のくさびの表面に沿って二次元方向に円滑にスライド可能であることが必要とされる。従って、合計で６個のくさび機構の各々について、くさび機構のくさびの表面と、この表面に対向する５自由度軸受の表面とを、それぞれ二次元方向に平滑な表面となるように精密に機械加工（例、研磨加工）することが必要である。更には、合計で６個のくさび機構のそれぞれを、くさびの表面が所定の角度で配置されるように（例えば、前記のくさび機構１００のくさびの表面がＸＹ平面と平行に配置されるように）基台上に精密に設置する必要がある。

本発明の課題は、組み立てが容易で、そしてテーブル板上で位置決めされた物品に荷重がかけられた際にもテーブル板を正確な位置に維持することができる位置決めテーブルを提供することにある。

本発明は、基台と、この基台の上方に下記（１）乃至（３）の条件を満足する三以上の支持ユニットを介して支持されたテーブル板とを含む位置決めテーブルにある。
（１）各々の支持ユニットは、上記基台の表面に基台表面に沿ってスライド可能に設置された昇降装置、および昇降装置とテーブル板とを互いに接続している接続具からなる。
（２）上記（１）に記載の昇降装置が、基台表面に沿って延びるレール、このレールにスライド可能に支持された第一のスライド部材と頂面に斜面を有する第二のスライド部材、第二のスライド部材の斜面と対向する斜面を底面に有し、第二のスライド部材の斜面の上方にこの斜面に沿って傾斜して配置された第一のリニアガイドを介して支持されていて、そして第一のスライド部材の側面に第二のリニアガイドを介して昇降可能に接続されている昇降部材、および各スライド部材を上記レール上の所定の位置までスライドさせて保持するスライド部材駆動手段からなる。
（３）上記（１）に記載の接続具が、球面軸受と、この球面軸受をスライド可能に保持する第三のリニアガイドとからなり、前記の球面軸受及び第三のリニアガイドの一方が昇降部材に、そして他方がテーブル板に固定されている。

本発明の位置決めテーブルの好ましい態様は、次の通りである。
（Ａ）スライド部材駆動手段が、各々前記昇降装置のレールと平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置と第二の回転駆動装置とを備え、第一の回転駆動装置が、第一のスライド部材及び第二のスライド部材のうちの一方のスライド部材に設置され、その回転軸が第一の送りねじを介して他方のスライド部材に接続されていて、そして第二の回転駆動装置が基台上に設置され、その回転軸が第二の送りねじを介して第一のスライド部材又は第二のスライド部材に接続されている。
（Ｂ）スライド部材駆動手段が、各々基台上に設置された前記昇降装置のレールと平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置と第二の回転駆動装置とを備え、第一の回転駆動装置の回転軸が第一の送りねじを介して第一のスライド部材に接続され、そして第二の回転駆動装置の回転軸が第二の送りねじを介して第二のスライド部材に接続されている。

本発明の位置決めテーブルでは、テーブル板を支持する各支持ユニットが、基台上にスライド可能に設置された昇降装置と、この昇降装置をテーブル板に接続している、球面軸受及びリニアガイドからなる接続具とから構成されていて、テーブル板を各支持ユニットに押し付ける不勢手段（代表例、バネ）を用いる必要はない。従って、本発明の位置決めテーブルは、テーブル板上で位置決めされた物品に荷重が付与された際にも、テーブル板を各支持ユニットにより強固に支持して正確な位置に維持することができる。

本発明の位置決めテーブルは、多自由度での位置決めを実現するために最低で三個の支持ユニット、すなわち最低で三個のくさび機構（前記の第二のスライド部材と昇降部材とに相当する）を用いればよく、そして各々のくさび機構のくさび（前記の昇降部材に相当する）のテーブル板の側の表面を精密に機械加工する必要はなく、また各くさび機構をくさびの表面が所定の角度で配置されるように精密に設置する必要もないため、容易に組み立てることができる。

本発明の位置決めテーブルの構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル１０のテーブル板１５は、その外形のみを二点鎖線で示している。 図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した位置決めテーブル１０の断面図である。但し、図１に示す昇降装置１１ａの第二の回転駆動装置４２は記入していない。 図２に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＸ軸方向に移動させて位置決めした状態で示す図である。 図３に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＺ軸方向に移動させて位置決めした状態で示す図である。 図４に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＹ軸に平行な軸を中心として傾斜移動させて位置決めした状態で示す図である。 本発明の位置決めテーブルの別の構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル６０のテーブル板６５は、その外形のみを二点鎖線で示しいる。 本発明の位置決めテーブルの更に別の構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル７０のテーブル板１５は、その外形のみを二点鎖線で示している。

本発明の位置決めテーブルを、添付の図面を用いて説明する。

図１は、本発明の位置決めテーブルの構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル１０のテーブル板１５は、その外形のみを二点鎖線で示している。そして図２は、図１に記入した切断線II−II線に沿って切断した位置決めテーブル１０の断面図である。但し、図１に示す昇降装置１１ａの第二の回転駆動装置４２は記入していない。

図１及び図２に示す位置決めテーブル１０は、基台１４、および基台１４の上方に三個の支持ユニット１１、１２、１３を介して支持されたテーブル板１５から構成されている。

位置決めテーブル１０が備える三個の支持ユニット１１、１２、１３の構成は互いに同一である。以下では、主に支持ユニット１１の構成について説明を行ない、残りの支持ユニット１２、１３の構成についての詳細な説明は行なわない。

支持ユニット１１は、下記の（１）乃至（３）の条件を満足するように構成されている。

（１）支持ユニット１１は、基台１４の表面に基台表面に沿ってスライド可能に設置された昇降装置１１ａ、および昇降装置１１ａとテーブル板１５とを互いに接続している接続具１１ｂから構成されている。

（２）上記（１）に記載の昇降装置１１ａが、基台１４の表面に沿って延びるレール２４、レール２４にスライド可能に支持された第一のスライド部材２１と頂面に斜面２２ａを有する第二のスライド部材２２、第二のスライド部材２２の斜面２２ａと対向する斜面２３ａを底面に有し、第二のスライド部材２２の斜面２２ａの上方に斜面２２ａに沿って傾斜して配置された第一のリニアガイド３１を介して支持されていて、そして第一のスライド部材２１の側面に第二のリニアガイド３２を介して昇降可能に接続されている昇降部材２３、および各スライド部材をレール２４の上の所定の位置までスライドさせて保持するスライド部材駆動手段２５から構成されている。

（３）上記（１）に記載の接続具１１ｂが、球面軸受３４と、球面軸受３４をスライド可能に保持する第三のリニアガイド３３とからなり、球面軸受３４が昇降部材２３に、そして第三のリニアガイド３３がテーブル板１５に固定されている。

図１及び図２に示す位置決めテーブル１０では、基台１４の上方に、合計で３個の支持ユニット１１、１２、１３を介してテーブル板１５を支持することにより、多自由度での位置決めを可能としている。

前記のように支持ユニット１１は、昇降装置１１ａと接続具１１ｂとから構成されている。同様に、支持ユニット１２は、昇降装置１２ａと接続具１２ｂとから構成されていて、そして支持ユニット１３は、昇降装置１３ａと接続具１３ｂとから構成されている。

テーブル板１５を支持する支持ユニットの数に特に制限は無いが、支持ユニットの数が多すぎると装置の構成が複雑になる。従って、支持ユニットの数は、３個〜６個の範囲にあることが好ましく、３個または４個であることが更に好ましく、３個であることが特に好ましい。

図１及び図２に示すように、支持ユニット１１の昇降装置１１ａのレール２４には、第一のスライド部材２１と、頂面（上面）に斜面２２ａを有する第二のスライド部材２２とが、それぞれスライド可能に支持されている。

第一のスライド部材２１は、その底面にレール２４に沿ってスライド可能なスライダ２６ａを備えている。同様に、第二のスライド部材２２は、その底面にレール２４に沿ってスライド可能なスライダ２６ｂを備えている。各々のスライド部材は、その底面に備えられたスライダと共にレール２４に沿ってスライドする。各々のスライド部材は、後述のスライド部材駆動手段２５によりレール２４の上の所定の位置までスライドされて保持される。

一方、昇降装置１１ａの昇降部材２３は、その底面（下面）に、第二のスライド部材２２の斜面２２ａと対向する斜面２３ａを有している。昇降部材２３は、第二のスライド部材２２の斜面２２ａの上方に、斜面２２ａに沿って傾斜して配置された第一のリニアガイド３１を介して支持されていて、そして第一のスライド部材２１の側面に第二のリニアガイド３２を介して昇降可能に接続されている。

第一のリニアガイド３１は、レール３１ａとレール３１ａにスライド可能に装着されたスライダ３１ｂとから構成されている。第一のリニアガイド３１のレール３１ａは昇降部材２３の斜面２３ａに固定されていて、そしてスライダ３１ｂは第二のスライド部材２２の斜面２２ａに固定されている。なお、第一のリニアガイドのレールを第二のスライド部材２２の斜面２２ａに固定し、そしてスライダを昇降部材２３の斜面２３ａに固定することもできる。

第二のリニアガイド３２は、レール３２ａとレール３２ａにスライド可能に装着されたスライダ３２ｂとから構成されている。第二のリニアガイド３２のレール３２ａは第一のスライド部材２１の側面に固定されていて、そしてスライダ３２ｂは昇降部材２３の側面に固定されている。なお、第二のリニアガイドのレールを昇降部材の側面に固定し、そしてスライダを第一のスライド部材の側面に固定することもできる。

昇降装置１１ａの昇降部材２３は、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とを、それぞれレール２４に沿って互いに同一の方向にスライドさせることにより、レールに沿って（Ｘ軸方向に）移動することが可能とされている。同様に、昇降装置１２ａの昇降部材２３は、Ｘ軸方向に移動可能とされていて、そして昇降装置１３ａの昇降部材２３はＹ軸方向に移動可能とされている。すなわち、昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａは、それぞれ基台１４の表面に沿ってスライド可能とされている。

その一方で、例えば、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２の一方あるいは両方をレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を互いに近づける（両者のスライド部材の間隔を小さくする）ことにより、各昇降装置の昇降部材２３を上昇させることができる。

例えば、第二のスライド部材２２をレール２４に沿ってスライドさせて第一のスライド部材２１に近づけると、第一のリニアガイド３１のレール３１ａとスライダ３１ｂとが互いに逆向きに移動しながらスライドする。これにより、昇降部材２３に固定されたレール３１ａが、レール３１ａの下端の側にスライドしたスライダ３１ｂを介して第二のスライド部材２２に支持される。このため、昇降部材２３は、第二のリニアガイド３２のスライダ３２ｂと共にレール３２ａに沿ってスライドして上昇する。

これとは逆に、例えば、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２の一方あるいは両方をレール２４に沿って移動させ、両者のスライド部材を互いに遠ざける（両者のスライド部材の間隔を大きくする）ことにより、各昇降装置の昇降部材２３を下降させることができる。

例えば、第二のスライド部材２２をレール２４に沿ってスライドさせて第一のスライド部材２１から遠ざけると、第一のリニアガイド３１のレール３１ａとスライダ３１ｂとが互いに逆向きに移動しながらスライドする。これにより、昇降部材２３に固定されたレール３１ａが、レール３１ａの上端の側にスライドしたスライダ３１ｂを介して第二のスライド部材２２に支持される。このため、昇降部材２３は、第二のリニアガイド３２のスライダ３２ｂと共にレール３２ａに沿ってスライドして下降する。

昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａは、それぞれ接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを介してテーブル板１５に接続されている

例えば、接続具１１ｂは、球面軸受３４と、球面軸受３４をスライド可能に保持する第三のリニアガイド３３とから構成されている。そして接続具１１ｂの球面軸受３４は昇降部材２３に固定されていて、そして第三のリニアガイド３３はテーブル板１５に固定されている。なお、接続具の第三のリニアガイドを昇降部材２３に固定し、そして球面軸受をテーブル板１５に固定することもできる。

球面軸受３４としては、公知の球面軸受が用いられている。球面軸受３４は、開口部を持つ球状の収容部が形成されたハウジング３４ａと、ハウジングの内部に収容された球体（図示していない）と、この球体に固定されていて、ハウジング３４ａの外部へと延びるロッド３４ｂとから構成されている。

球面軸受３４のロッド３４ｂとハウジング３４ａとは、両者が互いに接触しない範囲内にて、ハウジング３４ａの内部での球体の滑動により、それぞれ球体を中心として任意の方向に相互に傾斜移動すること、あるいは球体の中心を通る任意の方向を中心として相互に回転移動することができる。

球面軸受３４のロッド３４ｂは昇降部材２３に固定されていて、そしてハウジング３４ａは第三のリニアガイド３３に固定されている。従って、球面軸受３４のハウジング３４ａに固定された第三のリニアガイド３３もまた、ハウジング３４ａの内部に収容されている球体を中心として任意の方向に傾斜移動すること、あるいは球体の中心を通る任意の方向を中心として回転移動することができる。なお、球面軸受のハウジングを昇降部材２３に固定し、そしてロッドを第三のリニアガイド３３に固定することもできる。

第三のリニアガイド３３は、レール３３ａとレール３３ａにスライド可能に装着されたスライダ３３ｂとから構成されている。第三のリニアガイド３３のスライド３３ｂは球面軸受３４に固定され、そしてレール３３ａはテーブル板１５に固定されている。なお、第三のリニアガイドのレールを球面軸受３４に固定し、そしてスライダをテーブル板１５に固定することもできる。

次に、図１及び図２に示す位置決めテーブル１０の各昇降装置が備えるスライド部材駆動手段２５について説明する。

各昇降装置、例えば、昇降装置１１ａが備えるスライド部材駆動手段２５は、各々昇降装置１１ａのレール２４と平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置４１と第二の回転駆動装置４２とを備えている。第一の回転駆動装置４１は、第一のスライド部材２１に設置されていて、その回転軸４１ａは第一の送りねじ５１を介して第二のスライド部材２２に接続されている。そして第二の回転駆動装置４２は、基台１４の上に設置されていて、その回転軸（図示していない）は第二の送りねじ５２を介して第一のスライド部材２１に接続されている。

前記のように、第一の回転駆動装置４１は、第一のスライド部材２１に設置されていて、その回転軸４１ａは第一の送りねじ５１を介して第二のスライド部材２２に接続されている。回転軸４１ａは、昇降装置１１ａのレール２４と平行に配置された状態にて、第一のスライド部材２１に形成された透孔の内部に収容されている。なお、第一の回転駆動装置を第二のスライド部材２２に設置して、その回転軸を送りねじを介して第一のスライド部材２１に接続することもできる。

第一の送りねじ５１は、ねじ軸５１ａと、ねじ軸５１ａに嵌め合わされたナット５１ｂとから構成されている。ねじ軸５１ａは、カップリング４４を介して、第一の回転駆動装置４１の回転軸４１ａに接続されている。ナット５１ｂは、第二のスライド部材２２に形成された透孔に収容されて固定されている。なお、第一の送りねじ（そして後述の第二の送りねじ）として、例えば、ねじ軸とナットとが、ねじ溝に配置された複数の転動体を介して互いに嵌め合わされた構成のボールねじを用いることもできる。

第一の回転駆動装置４１を作動させ、その回転軸４１ａを第一の送りねじ５１のねじ軸５１ａと共に回転（正転あるいは逆転）させることにより、ねじ軸５１ａに嵌め合わされたナット５１ｂを、ナット５１ｂに固定された第二のスライド部材２２と共にレール２４に沿ってスライドさせることができる。これにより、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２との間隔を調節することができ、従って第二のスライド部材２２の上方に支持された昇降部材２３の高さを調節することができる。

そして、昇降部材２３が所定の高さに配置されたときに、第一の回転駆動装置４１の回転軸４１ａの回転を停止することにより、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２は、両者のスライド部材の間隔を維持した状態にて、それぞれ第一の回転駆動装置４１と第一の送りねじ５１によって保持される。従って、昇降部材２３を所定の高さに維持することができる。

第二の回転駆動装置４２は、基台１４の上に設置されていて、その回転軸（図示していない）は第二の送りねじ５２を介して第一のスライド部材２１に接続されている。第二の回転駆動装置４２の回転軸は、昇降装置１１ａのレール２４と平行に配置された状態にて、回転駆動装置４２を基台１４の上に支持固定している支持部材４３に形成された透孔の内部に収容されている。なお、第二の回転駆動装置を、基台１４の上に設置して、その回転軸を送りねじを介して第二のスライド部材２２に接続することもできる。

第二の送りねじ５２は、ねじ軸５２ａと、ねじ軸５２ａに嵌め合わされたナット５２ｂとから構成されている。上記の支持部材４３の透孔の内部において、ねじ軸５２ａは、カップリングを介して第二の回転駆動装置４２の回転軸に接続されている。ナット５２ｂは、第一のスライド部材２１の突出部２１ａに形成された透孔に収容されて固定されている。

第二の回転駆動装置４２を作動させ、その回転軸を第二の送りねじ５２のねじ軸５２ａと共に回転させることにより、ねじ軸５２ａに嵌め合わされたナット５２ｂを、ナット５２ｂに固定された第一のスライド部材２１と共に、レール２４に沿ってスライドさせることができる。これにより、第一の回転駆動装置４１と第一の送りねじ５１とにより所定の間隔を介して保持された第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とが、両者のスライド部材の間隔を維持した状態で、レール２４に沿ってスライドする。従って、昇降部材２３を、その高さを維持した状態にて、レール２４に沿って（Ｘ軸方向）に移動させることができる。

そして、昇降部材２３がＸ軸方向の所定の位置に配置されたときに、第二の回転駆動装置４２の回転軸の回転を停止する。これにより、第一の回転駆動装置４１と第一の送りねじ５１によって所定の間隔にて保持された第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とが、第二の回転駆動装置４２と第二の送りねじ５２によりレール２４の上の所定の位置に保持される。従って、昇降部材２３をＸ軸方向の所定の位置に維持することができる。

スライド部材駆動手段２５は、第一の回転駆動装置４１と第一の送りねじ５１とにより、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２を互いに所定の間隔をあけて配置された状態にて保持し、そして第二の回転駆動装置４２と第二の送りねじ５２とにより、上記の両者のスライド部材をレール２４の上の所定の位置に保持する。すなわち、スライド部材駆動手段２５は、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２を、それぞれレール２４の上の所定の位置までスライドさせて保持する機能を有している。

スライド部材駆動手段２５は、一台の回転駆動装置（第一の回転駆動装置４１）によって、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２との間隔、すなわち昇降部材２３の高さを調節するため、昇降部材２３を高精度にて昇降させることができる。

図１及び図２に示す本発明の位置決めテーブル１０は、３個の支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々が備えるスライド部材駆動手段２５を作動させることにより、テーブル板１５（すなわちテーブル板１５に載置された位置決め対象物）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、もしくはＺ軸方向に移動、あるいは前記の各軸（あるいは各軸に平行な軸）を中心として傾斜移動させて位置決めすることができる。

図３は、図２に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＸ軸方向に移動させて位置決めした状態で示す図である。

テーブル板１５をＸ軸方向に移動させて位置決めする際には、図１及び図２に示した支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々が備えるスライド部材駆動手段２５を、次のように作動させる。

支持ユニット１１の昇降装置１１ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１１ｂと共にＸ軸方向に移動させる。

これと同時に、支持ユニット１２の昇降装置１２ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材と第二のスライド部材とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１２ｂと共にＸ軸方向に移動させる。この際、支持ユニット１２の昇降装置１２ａの第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２のＸ軸方向への移動距離は、支持ユニット１１の昇降装置１１ａの第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材２２のＸ軸方向への移動距離と等しくする。

このような操作により、テーブル板１５は、支持ユニット１１の接続具１１ｂの第三のリニアガイド３３、そして支持ユニット１２の接続具１２ｂの第三のリニアガイド３３と共にＸ軸方向に移動する。この際に、支持ユニット１３の接続具１３ｂが備える第三のリニアガイド３３のレール３３ａは、スライダ３３ｂに支持された状態にて、テーブル板１５と共にＸ軸方向に移動する。

なお、テーブル板１５をＹ軸方向に移動させて位置決めする際には、支持ユニット１３の昇降装置１３ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材と第二のスライド部材とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１３ｂと共にＹ軸方向に移動させる。

このような操作により、テーブル板１５は、支持ユニット１３の接続具１３ｂと共にＹ軸方向に移動する。この際に、支持ユニット１１の接続具１１ｂが備える第三のリニアガイド３３のレール３３ａは、スライダ３３ｂに支持された状態にて、テーブル板１５と共にＹ軸方向に移動する。そして支持ユニット１２の接続具１２ｂが備える第三のリニアガイド３３のレールもまた、スライダに支持された状態にて、テーブル板１５と共にＹ軸方向に移動する。

図４は、図３に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＺ軸方向に移動（上昇）させて位置決めした状態で示す図である。

テーブル板１５をＺ軸方向に移動（上昇）させて位置決めする際には、図１及び図２に示した支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々が備えるスライド部材駆動手段２５を、次のように作動させる。

支持ユニット１１、１２、１３の各々の昇降装置のスライド部材駆動手段２５の第一の回転駆動装置４１を作動させて、第二のスライド部材２２をレール２４に沿ってスライドさせて第一のスライド部材２１に近づける。これにより、支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各昇降部材２３を、それぞれ接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂと共に上昇させる。

このような操作により、テーブル板１５は、支持ユニット１１、１２、１３の接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂと共にＺ軸方向に移動（上昇）する。

図５は、図４に示す位置決めテーブル１０を、テーブル板１５をＹ軸に平行な軸を中心として傾斜移動させて位置決めした状態で示す図である。

テーブル板１５をＹ軸に平行な軸を中心として傾斜移動させて位置決めする際には、図１及び図２に示した支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々が備えるスライド部材駆動手段２５を、次のように作動させる。

支持ユニット１１、１２の各々の昇降装置のスライド部材駆動手段２５の第一の回転駆動装置４１を作動させて、第二のスライド部材２２をレール２４に沿ってスライドさせて第一のスライド部材２１から遠ざける。これにより、支持ユニット１１、１２の昇降装置１１ａ、１２ａの各昇降部材２３を、それぞれ接続具１１ｂ、１２ｂと共に下降させる。

このような操作により、接続具１１ｂ、１２ｂの各々の球面軸受３４のハウジングが傾斜移動し、そして接続具１３ｂの球面軸受３４のハウジング３４ａが傾斜移動し、かつハウジング３４ａを固定しているスライダ３３ｂと共にレール３３ａに沿って僅かにスライドする。その結果、テーブル板１５は、Ｙ軸に平行な軸を中心として傾斜移動（回転移動）する。

なお、詳しい説明は行なわないが、昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々のスライド部材駆動手段２５を作動させて、接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの各々を所定の高さに配置することにより、テーブル板をＹ軸もしくはＹ軸に平行な任意の軸を中心として傾斜移動（回転移動）させること、あるいはＸ軸もしくはＸ軸に平行な任意の軸を中心として傾斜移動（回転移動）させることができる。

また、テーブル板１５をＺ軸を中心として回転移動（傾斜移動）させて位置決めする際には、図１及び図２に示した支持ユニット１１、１２、１３の昇降装置１１ａ、１２ａ、１３ａの各々が備えるスライド部材駆動手段２５を、次のように作動させる。

支持ユニット１１の昇降装置１１ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１１ｂと共にＸ軸方向に移動させる。

同時に、支持ユニット１２の昇降装置１２ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１２ｂと共にＸ軸方向とは逆向きの方向に移動させる。

更に同時に、支持ユニット１３の昇降装置１３ａのスライド部材駆動手段２５の第二の回転駆動装置４２を作動させて、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２とを互いの間隔を維持した状態にてレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材を、昇降部材２３、そして接続具１３ｂと共にＹ軸方向とは逆向きの方向に移動させる。

このような操作により、接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの各々の球面軸受３４のハウジング３４ａが、ロッド３４ｂ（ロッド３４ｂは、ハウジングに収容された球体の中心を通る直線に沿って延びている）を中心として、第三のリニアガイド３３と共に回転移動（傾斜移動）する。同時に、前記の第三のリニアガイド３３のレール３３ａが、スライダ３３ｂに支持された状態にて僅かにスライドする。その結果、テーブル板１５は、Ｚ軸を中心として回転移動（傾斜移動）する。

なお、詳しい説明は行なわないが、上記の接続具１１ｂ、１２ｂ、１３ｂの各々を移動させる方向と距離とを調節することにより、テーブル板をＺ軸もしくはＺ軸に平行な任意の軸を中心として回転移動（傾斜移動）させることができる。

このように、本発明の位置決めテーブル１０は、多自由度での位置決めを実現するために最低で三個の支持ユニット、すなわち最低で三個のくさび機構（第二のスライド部材２２と昇降部材２３とに相当する）を用いればよく、そして各々のくさび機構のくさび（昇降部材２３に相当する）のテーブル板１５の側の表面を精密に機械加工する必要はなく、また各くさび機構をくさびの表面が所定の角度で配置されるように精密に設置する必要もないため、容易に組み立てることができる。

また、本発明の位置決めテーブル１０では、テーブル板１５を支持する各支持ユニットは、基台上にスライド可能に設置された昇降装置と、この昇降装置をテーブル板に接続している、球面軸受３４及び第三のリニアガイド３３からなる接続具とから構成されていて、テーブル板を各支持ユニットに押し付ける不勢手段（代表例、バネ）を用いる必要はない。従って、本発明の位置決めテーブル１０は、テーブル板１５の上に置かれて位置決めされた物品に荷重が付与された際にも、テーブル板１５を各支持ユニットにより強固に支持して正確な位置に維持することができる。

本発明の位置決めテーブルにおいては、三以上の支持ユニットの各々の接続具が、テーブル板の底面に接続されていることが好ましい。これにより、テーブル板をその底面が平滑な表面となるように精密に機械加工（例、研磨加工）すれば、各支持ユニットがテーブル板の底面の所定位置に正確に配置されるため、テーブル板を高精度で位置決めすることができるようになる。前記の特許文献１の位置決めテーブルと同様に、例えば、６個の支持ユニットにより、テーブル板の底面と三つの側面とを支持すると、テーブル板を高精度で位置決めするためには、テーブル板の底面を精密に機械加工すると共に、テーブル板の三つの側面のそれぞれを、前記の底面に対して正確に直角をなすように精密に機械加工することが必要である。

また、本発明の位置決めテーブルにおいては、少なくとも三個の支持ユニットの各々の接続具の第三のリニアガイドが、その長さ方向に延びる直線を基台表面（水平面）に投影した直線が昇降装置のレールの長さ方向に延びる直線と交差（好ましくは直交）するような向きに配置されていることが好ましい。

上記の条件を満足する支持ユニットは、その昇降装置が備えるスライド部材駆動手段により、第一のスライド部材と第二のスライド部材とを昇降部材と共にレール上に沿ってスライドさせた際に、このスライド部材駆動手段の駆動力を接続具を介してテーブル板に伝達させる。

なお、位置決めテーブルが四個以上の支持ユニットを備える場合、少なくとも三個の支持ユニットの各々の接続具の第三のリニアガイドが上記条件を満足するように配置されていれば、残りの各支持ユニットの接続具の第三のリニアガイドは、上記条件を満足するように配置することもできるし、その長さ方向に延びる直線を基台表面に投影した直線が昇降装置のレールの長さ方向に延びる直線と一致する（あるいは平行をなす）ような向きに配置することもできる。

更にまた、本発明の位置決めテーブルにおいては、少なくとも二個の支持ユニットの接続具の第三のリニアガイドが、その長さ方向に延びる直線を基台表面（水平面）に投影した直線が互いに交差するような向きに配置されていることが好ましい。この条件を満足する上記の少なくとも二個の支持ユニットにより、テーブル板は、これらの支持ユニットが備える二以上の第三のリニアガイドの長さ方向に延びる直線を含む平面内の任意の方向に移動可能な状態にて支持される。

なお、図１及び図２に示す位置決めテーブル１０では、第二のスライド部材２２の斜面２２ａの上方に、第一のリニアガイド３１を介して昇降部材２３が支持されている。そして第一のリニアガイド３１は、第二のスライド部材２２の斜面２２ａと、昇降部材２３の斜面２３ａとの各々に固定されている。第一のリニアガイドは、その固定位置に特に制限はなく、例えば、第二のスライド部材２２及び昇降部材２３の各々の斜面に近接する側面（図２にて手前側もしくは奥側の側面）の各々に固定することもできる。

また、第一のスライド部材２１と第二のスライド部材２２との間隔を調節したときに昇降部材２３が昇降する距離は、第一のリニアガイド３１の傾斜角度により定まる。従って、例えば、前記のように第一のリニアガイド３１を第二のスライド部材２２及び昇降部材２３の各々の斜面に近接する側面に固定する場合、第一のリニアガイド３１の傾斜角度は、第二のスライド部材２２の斜面２２ａあるいは昇降部材２３の斜面２３ａの傾斜角度と一致する必要はない。

更にまた、スライド部材駆動手段２５の第一の回転駆動装置４１及び第二の回転駆動装置４２の各々としては、公知の回転駆動装置（代表例、ステッピングモータ）を用いることができる。このスライド部材駆動手段２５の第一の回転駆動装置４１及び第一の送りねじ５１、そして第二の回転駆動装置４２及び第二の送りねじ５２は、それぞれ直動駆動装置として機能する。従って、第一の回転駆動装置４１及び第一の送りねじ５１、そして第二の回転駆動装置４２及び第二の送りねじ５２に代えて、それぞれ公知の直動駆動装置（例、リニアモータ）を用いることもできる。

図６は、本発明の位置決めテーブルの別の構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル６０のテーブル板６５は、その外形のみを二点鎖線で記入してある。

図６の位置決めテーブル６０の構成は、基台６４及びテーブル板６５の各々の形状が異なること、テーブル板６５の中央に開口６５ａが形成されていること、そして支持ユニット１１、１２、１３の配置が異なること以外は、図１及び図２に示す位置決めテーブル１０と同様である。

このように、基台６４の上に設置された支持ユニット１１、１２、１３が、テーブル板６５の開口の周囲に並べて設置されていると、例えば、テーブル板６５の開口の下方に、テーブル板６５の上に載置された物品の各種の検査を行なう装置を配置することができる。

なお、位置決めテーブル６０もまた、そのテーブル板６５のＸ軸方向への移動、Ｙ軸方向への移動、Ｚ軸方向への移動、および前記各軸（あるいは各軸に平行な軸）を中心とする傾斜移動のそれぞれが可能とされている。

図７は、本発明の位置決めテーブルの更に別の構成例を示す平面図である。但し、位置決めテーブル７０のテーブル板１５は、その外形のみを二点鎖線で示している。

図７の位置決めテーブル７０の構成は、支持ユニット７１、７２、７３の各々の昇降装置が備えるスライド部材駆動手段７５の構成が異なること以外は、図１の位置決めテーブル１０と同様である。

スライド部材駆動手段７５は、各々基台１４上に設置された昇降装置のレール２４と平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置８１と第二の回転駆動装置８２とを備えている。第一の回転駆動装置８１の回転軸は、第一の送りねじ９１を介して第一のスライド部材２１に接続されている。そして第二の回転駆動装置８２の回転軸は、第二の送りねじ９２を介して第二のスライド部材（昇降部材２３の下側に配置されている）に接続されている。なお、上記の第一の送りねじ９１及び第二の送りねじ９２の各々のねじ軸の先端部は、回転軸受９３により回転可能に支持されている。

前記のスライド部材駆動手段７５の第一の回転駆動装置８１を作動させることにより、第一の回転駆動装置８１に送りねじ９１を介して接続されている第一のスライド部材２１を、レール２４の上の所定位置までスライドさせて保持することができ、そして第二の回転駆動装置８２を作動させることにより、第二の回転駆動装置８２に送りねじ９２を介して接続されている第二のスライド部材を、レール２４の上の所定位置までスライドさせて保持することができる。

従って、第一の回転駆動装置８１及び第二の回転駆動装置８２を用いて、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材の各々をレール２４に沿ってスライドさせ、両者のスライド部材の間隔を調節することにより、第二のスライド部材の上方に支持された昇降部材２３を昇降させることができる。

一方、第一の回転駆動装置８１及び第二の回転駆動装置８２を用いて、第一のスライド部材２１及び第二のスライド部材を、両者のスライド部材の間隔を維持しながらレール２４に沿ってスライドさせることにより、昇降部材２３を所定の高さに維持した状態でレール２４に沿って移動させることができる。

このように、図７の位置決めテーブル７０が備えるスライド部材駆動手段７５の機能は、図１の位置決めテーブル１０が備えるスライド部材駆動手段２５と同一である。

スライド部材駆動手段７５は、第一の回転駆動装置８１及び第二の回転駆動装置８２の各々が基台１４の上に設置されていて移動することがないため、各々の回転駆動装置に接続される各種ケーブル（代表例、電源ケーブル）の配置を固定することができる。

１０ 位置決めテーブル
１１、１２、１３ 支持ユニット
１１ａ、１２ａ、１３ａ 昇降装置
１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ 接続具
１４ 基台
１５ テーブル板
２１ 第一のスライド部材
２１ａ 突出部
２２ 第二のスライド部材
２２ａ 斜面
２３ 昇降部材
２３ａ 斜面
２４ レール
２５ スライド部材駆動手段
２６ａ、２６ｂ スライダ
３１ 第一のリニアガイド
３１ａ レール
３１ｂ スライダ
３２ 第二のリニアガイド
３２ａ レール
３２ｂ スライダ
３３ 第三のリニアガイド
３３ａ レール
３３ｂ スライダ
３４ 球面軸受
３４ａ ハウジング
３４ｂ ロッド
４１ 第一の回転駆動装置
４１ａ 回転軸
４２ 第二の回転駆動装置
４３ 支持部材
４４ カップリング
５１ 第一の送りねじ
５１ａ ねじ軸
５１ｂ ナット
５２ 第二の送りねじ
５２ａ ねじ軸
５２ｂ ナット
６０ 位置決めテーブル
６４ 基台
６５ テーブル板
６５ａ 開口
７０ 位置決めテーブル
７１、７２、７３ 支持ユニット
７５ スライド部材駆動手段
８１ 第一の回転駆動装置
８１ａ 回転軸
８２ 第二の回転駆動装置
８２ａ 回転軸
９１ 第一の送りねじ
９２ 第二の送りねじ
９３ 回転軸受

Claims (3)

1. 基台と該基台の上方に下記（１）乃至（３）の条件を満足する三以上の支持ユニットを介して支持されたテーブル板とを含む位置決めテーブル：
   （１）各々の支持ユニットは、上記基台表面に当該表面に沿ってスライド可能に設置された昇降装置、および該昇降装置とテーブル板とを互いに接続している接続具からなる；
   （２）上記（１）に記載の昇降装置が、基台表面に沿って延びるレール、該レールにスライド可能に支持された第一のスライド部材と頂面に斜面を有する第二のスライド部材、第二のスライド部材の斜面と対向する斜面を底面に有し、第二のスライド部材の斜面の上方に当該斜面に沿って傾斜して配置された第一のリニアガイドを介して支持されていて、そして第一のスライド部材の側面に第二のリニアガイドを介して昇降可能に接続されている昇降部材、および各スライド部材を上記レール上の所定の位置までスライドさせて保持するスライド部材駆動手段からなる；および
   （３）上記（１）に記載の接続具が、球面軸受と該球面軸受をスライド可能に保持する第三のリニアガイドとからなり、該球面軸受及び第三のリニアガイドの一方が昇降部材に、そして他方がテーブル板に固定されている。
2. スライド部材駆動手段が、各々前記昇降装置のレールと平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置と第二の回転駆動装置とを備え、第一の回転駆動装置が、第一のスライド部材及び第二のスライド部材のうちの一方のスライド部材に設置され、その回転軸が第一の送りねじを介して他方のスライド部材に接続されていて、そして第二の回転駆動装置が基台上に設置され、その回転軸が第二の送りねじを介して第一のスライド部材又は第二のスライド部材に接続されている請求項１に記載の位置決めテーブル。
3. スライド部材駆動手段が、各々基台上に設置された前記昇降装置のレールと平行に配置された回転軸を有する第一の回転駆動装置と第二の回転駆動装置とを備え、第一の回転駆動装置の回転軸が第一の送りねじを介して第一のスライド部材に接続され、そして第二の回転駆動装置の回転軸が第二の送りねじを介して第二のスライド部材に接続されている請求項１に記載の位置決めテーブル。

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