JP2014013211A - Stage structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査装置,測定装置,試験装置,加工装置等においてワークの送りに利用されるステージ構造の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a stage structure used for feeding a workpiece in an inspection apparatus, a measurement apparatus, a test apparatus, a processing apparatus, or the like.
この種のステージ構造としては、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されるリニアステージが公知である。
As this type of stage structure, for example, linear stages disclosed in
特許文献1に開示されるリニアステージはクロステーブルの一部を構成するもので、その主要部は、基台と、基台の上面の左右に離間して形成された2本の突条と、各々の突条に刻設されたV溝と、これらのV溝に適合するV字型の突条を下面の左右に備えた移動プレートと、対を成すV溝とV字型の突条との間に介装された複数の針状ころ軸受けと、左右のV字型の突条よりも内側かつ移動プレートの移動方向の中央寄りの位置において4箇所に分散して移動プレートの下面に固着して取り付けられた4つの永久磁石とによって構成されている。
このような構成を適用すれば、移動プレートの下面に固着された永久磁石が基台を吸着し、V溝と複数の針状ころ軸受けとの間、および、V字型の突条と複数の針状ころ軸受けとの間に予圧力が作用するので、移動プレートの重量を大きくしなくても移動プレートの不用意な浮き上がりを防止することができる。
また、基台と移動プレートとの間に接触式の浮き上がり防止部材等を設ける必要もなくなるので、移動プレートの駆動に必要とされる駆動トルクが軽減され、移動プレートの駆動レスポンスが向上するといったメリットも生じる。
特許文献1に開示されるリニアステージでは、更に、4つの永久磁石の下面に対向する基台の上面に磁極(磁気透磁率の高い電磁材料鋼板等)を取り付けることによって予圧力を向上させている。
しかし、特許文献1に開示される構成にあっては、基台の上面の左右に形成した突条にV溝を設けているため、リニアステージ全体の上下高さの薄型化に限界がある。
また、基台の上面の左右に離間して形成された2本の突条間に位置する基台上面の中央部および2本のV字型の突条間に位置する移動プレート下面の中央部に大量の除去加工を施す必要があるために、生産効率が低下するといった不都合がある。
しかも、磁石の磁気吸着力を増強するための磁極は、当然、磁石の下面と基台の上面との間に介装する必要があるので、磁極の存在それ自体がリニアステージ全体の上下高さの薄型化といった目的を達成する際の阻害要因となってしまう。
無論、2本のV字型の突条を移動プレートとは別の部材で形成して移動プレートに後付けするといったことも可能であるが、そうした場合、V字型の突条の取り付けに伴う組立誤差を軽減する必要上、たとえば、移動プレートの下面にV字型の突条を位置決めするためのシャープコーナーを有する切欠を形成したり、ノックピンを貫通させるといったような複雑な作業が必要となる。
当然、直線状ガイド経路を構成する要素の全て、つまり、2本のV溝および2本のV字型の突条は、不用意な応力の発生や抵抗の発生を防止するため、また、リニアステージの精度を向上させるためにも、完全に平行であることが望ましく、更には、対を成すV字型の突条の形状とV溝の形状も完全に合致させることが望ましいが、そのような加工作業は困難であり、また、可能であったとしても相当な加工コストを伴う。
The linear stage disclosed in
If such a configuration is applied, the permanent magnet fixed to the lower surface of the moving plate attracts the base, and between the V groove and the plurality of needle roller bearings, and between the V-shaped protrusion and the plurality of needle rollers. Since a pre-pressure acts between the needle roller bearings, the moving plate can be prevented from being lifted carelessly without increasing the weight of the moving plate.
In addition, there is no need to provide a contact-type lifting prevention member between the base and the moving plate, so the driving torque required to drive the moving plate is reduced and the drive response of the moving plate is improved. Also occurs.
In the linear stage disclosed in
However, in the configuration disclosed in
In addition, the central portion of the upper surface of the base located between the two ridges formed on the left and right sides of the upper surface of the base and the central portion of the lower surface of the movable plate positioned between the two V-shaped ridges. Therefore, it is necessary to perform a large amount of removal processing, and there is a disadvantage that the production efficiency is lowered.
Moreover, since the magnetic pole for enhancing the magnetic attractive force of the magnet needs to be interposed between the lower surface of the magnet and the upper surface of the base, the presence of the magnetic pole itself is the vertical height of the entire linear stage. It becomes an obstructive factor in achieving the purpose of reducing the thickness.
Of course, it is possible to form two V-shaped ridges separately from the moving plate and attach them to the moving plate. In such a case, however, the assembly is accompanied by the attachment of the V-shaped ridges. In order to reduce the error, for example, a complicated operation such as forming a notch having a sharp corner for positioning the V-shaped protrusion on the lower surface of the moving plate or penetrating the knock pin is required.
Naturally, all the elements constituting the linear guide path, that is, the two V-grooves and the two V-shaped ridges, prevent the occurrence of inadvertent stress and the occurrence of resistance. In order to improve the accuracy of the stage, it is desirable to be completely parallel, and it is also desirable that the shape of the V-shaped ridges and the shape of the V-grooves that make a pair match perfectly. Processing is difficult and involves considerable processing costs, if possible.
特許文献2に開示されるリニアステージは、基台の上面左右の突条を廃して基台の上面にV溝を直に彫り込む構成を適用しているので、リニアステージ全体の上下高さの薄型化は比較的に容易であるが、依然として、2本のV字型の突条間に位置する移動プレート下面の中央部に大量の除去加工を施す必要があり、2本のV字型の突条を移動プレートと別の部材で形成して移動プレートに後付けする際の組立誤差の発生や其れを防止するための複雑な作業も解消されない。
また、V溝およびV字型の突条の加工に際し、別種の加工、つまり、除去加工を利用して必要箇所を形成する加工(V溝の加工)と除去加工を利用して必要な箇所を残す加工(V字型の突条の加工)とが要求され、直線状ガイド経路を構成する要素の全て、つまり、2本のV溝および2本のV字型の突条を完全な平行状態とすることが難しく、また、対を成すV字型の突条の形状とV溝の形状を完全に合致させることが難しいといった問題が残る。
The linear stage disclosed in
In addition, when processing V-grooves and V-shaped ridges, different types of processing, that is, processing that forms a necessary portion using removal processing (processing of V-groove) and removal of the necessary portion using removal processing are performed. Remaining processing (processing of V-shaped ridges) is required, and all elements constituting the linear guide path, that is, two V-grooves and two V-shaped ridges are in a completely parallel state. In addition, there remains a problem that it is difficult to completely match the shape of the V-shaped protrusions and the shape of the V-grooves that form a pair.
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の不都合を改善し、薄型化が容易であって、生産効率の低下を招くことがなく、磁極を配置しなくても十分な予圧力を得ることが可能であって、加工誤差や組立誤差を抑制した単一種の加工によって直線状ガイド経路を構成する要素の全てを高い精度で平行に形成することのできるステージ構造を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art, easily reduce the thickness, not to reduce the production efficiency, and to obtain a sufficient preload without arranging magnetic poles. An object of the present invention is to provide a stage structure that is capable of forming all of the elements constituting a linear guide path in parallel with high accuracy by a single type of processing that suppresses processing errors and assembly errors.
本発明のステージ構造は、磁性体により形成されて厚み方向に重合する2枚のプレートを備え、その一方のプレートの同一面上に、滑動用の直線状ガイド経路が、相互に間隔を置いた状態で平行に複数本設けられる一方、他方のプレートには、前記一方のプレートに対向する側の面に、前記直線状ガイド経路の各々と対を成す他の直線状ガイド経路が設けられ、前記対を成す直線状ガイド経路の間に介装された複数の転動体を介して、前記一方のプレートが前記他方のプレートに対して一方向に移動可能な状態で支えられると共に、前記一方のプレートにおいて前記他方のプレートに対向する側の面、もしくは、前記他方のプレートにおいて前記一方のプレートに対向する側の面のうち少なくとも一方の面に、この面に対向するプレート面との間に一定の間隙を置いて、かつ、前記複数本の直線状ガイド経路のうち隣接する直線状ガイド経路間の中心位置に位置するようにして磁石が固着され、前記一方のプレートにおける直線状ガイド経路と前記複数の転動体との間、および、前記他方のプレートにおける直線状ガイド経路と前記複数の転動体との間に、前記磁石の磁気吸着力による予圧力を作用させるようにしたステージ構造において、
前記一方のプレートの直線状ガイド経路および前記他方のプレートの直線状ガイド経路が前記各プレートに直に彫り込まれた溝によって形成されると共に前記複数の転動体が鋼球によって形成され、
前記磁石が、前記少なくとも一方の面から其の面を有するプレートの厚み方向に向かう除去加工によって形成されたポケット加工部に埋設され、前記ポケット加工部の内壁部分が前記磁石の継鉄として機能することを特徴とした構成を有する。
The stage structure of the present invention includes two plates that are formed of a magnetic material and overlap in the thickness direction, and linear guide paths for sliding are spaced apart from each other on the same surface of one of the plates. In the state, a plurality of parallel guide paths are provided, while the other plate is provided with another linear guide path that forms a pair with each of the linear guide paths on the surface facing the one plate. The one plate is supported so as to be movable in one direction with respect to the other plate via a plurality of rolling elements interposed between a pair of linear guide paths, and the one plate A plate surface facing the other plate, or at least one surface of the other plate facing the one plate, A magnet is fixed so as to be positioned at a central position between adjacent linear guide paths among the plurality of linear guide paths, with a certain gap therebetween, and the linear guide in the one plate A stage structure in which a preload due to the magnetic attraction force of the magnet is applied between the path and the plurality of rolling elements, and between the linear guide path and the plurality of rolling elements in the other plate. In
The linear guide path of the one plate and the linear guide path of the other plate are formed by grooves directly carved into each plate and the plurality of rolling elements are formed by steel balls,
The magnet is embedded in a pocket processing portion formed by removal processing from the at least one surface toward the thickness direction of the plate having the surface, and an inner wall portion of the pocket processing portion functions as a yoke of the magnet. It has the structure characterized by this.
以上の構成によれば、ステージ構造の一部を構成する一方のプレートの直線状ガイド経路およびステージ構造の他部を構成する他方のプレートの直線状ガイド経路が共に各プレートに直に彫り込まれた溝によって形成されるため、V溝を形成するための突条および其れを形成するための大量の除去加工が不要となり、生産効率の低下を招くことなくステージ構造の薄型化が容易に実現される。
更に、磁石を埋設したポケット加工部の内壁部分が継鉄として機能することで磁石の磁気吸着力を増強するため、一方のプレートにおける直線状ガイド経路と複数の転動体との間、および、他方のプレートにおける直線状ガイド経路と複数の転動体との間に十分な予圧力を作用させることができ、磁石と重合する磁極を配置する必要もなくなるので、ステージ構造の更なる薄型化が達成される。
また、ステージ構造の一部を構成する一方のプレートの直線状ガイド経路およびステージ構造の他部を構成する他方のプレートの直線状ガイド経路が単純形状の溝によって形成されて加工が平易化されること、および、直線状ガイド経路の後付けが不要となることから、加工誤差が抑制されると共に組立誤差が排除され、直線状ガイド経路を構成する要素の全てを高い精度で平行に形成できるようになるので、ステージ構造の精度が向上する。
そして、直線状ガイド経路を構成する要素が高い精度で平行となることにより、一方のプレートにおける直線状ガイド経路と複数の転動体との間、および、他方のプレートにおける直線状ガイド経路と複数の転動体との間に不用意な応力や抵抗が発生したり、応力や抵抗が変動する不都合が解消されるので、ステージの送りに際して生じる可能性のあるオーバーシュート(応力や抵抗に減少方向の変化が生じた場合の不都合)やアンダーシュート(応力や抵抗に増加方向の変化が生じた場合の不都合)も未然に防止され得る。
According to the above configuration, the linear guide path of one plate constituting a part of the stage structure and the linear guide path of the other plate constituting the other part of the stage structure are both directly carved into each plate. Since the groove is formed by a groove, the protrusion for forming the V-groove and a large amount of removal processing for forming the V-groove are not required, and the stage structure can be easily reduced in thickness without deteriorating the production efficiency. The
Further, the inner wall portion of the pocket processing portion in which the magnet is embedded functions as a yoke so as to enhance the magnetic attractive force of the magnet, so that between the linear guide path on one plate and the plurality of rolling elements, and the other In this plate, sufficient pre-pressure can be applied between the linear guide path and the plurality of rolling elements in the plate, and it is not necessary to arrange magnetic poles that overlap with the magnets, thereby further reducing the stage structure. The
Further, the straight guide path of one plate constituting a part of the stage structure and the straight guide path of the other plate constituting the other part of the stage structure are formed by simple grooves, thereby simplifying the processing. In addition, since no retrofitting of the linear guide path is required, machining errors are suppressed and assembly errors are eliminated, so that all the elements constituting the linear guide path can be formed in parallel with high accuracy. As a result, the accuracy of the stage structure is improved.
The elements constituting the linear guide path are parallel with high accuracy, so that the linear guide path on one plate and the plurality of rolling elements and the linear guide path on the other plate and the plurality of rolling elements are parallel. Since inadvertent stress and resistance are generated between the rolling elements and the inconvenience that the stress and resistance fluctuate is eliminated, overshoot (change in decreasing direction of stress and resistance) that may occur when the stage is fed Inconvenience in the case of occurrence of an inconvenience) and undershoot (inconvenience in the case of a change in stress or resistance in an increasing direction) can be prevented in advance.
特に、前記一方のプレートにおける直線状ガイド経路および前記他方のプレートにおける直線状ガイド経路は、その加工工程において、
前記各プレートの対向面を上方に向けた状態で、これらのプレートに研削加工を施す平面研削盤のテーブル上に、前記直線状ガイド経路を形成する基準となるプレート上の加工軌跡の方向を前記平面研削盤のテーブルの水平移動方向に合わせ、かつ、前記テーブルの水平移動のストロークの範囲内で前記テーブルの水平移動方向に沿って一直線上に並べて固定され、前記テーブルの1サイクルの移動毎に、対を成す溝の各々が前記平面研削盤の回転砥石によって交互に研削加工されることで形成されていることが望ましい。
In particular, the linear guide path in the one plate and the linear guide path in the other plate are as follows:
With the opposing surfaces of the plates facing upward, on the table of a surface grinding machine that grinds these plates, the direction of the processing locus on the plate serving as a reference for forming the linear guide path is Aligned with the horizontal movement direction of the table of the surface grinder and fixed in a straight line along the horizontal movement direction of the table within the range of the horizontal movement stroke of the table. It is desirable that each of the grooves forming a pair is formed by alternately grinding with a rotating grindstone of the surface grinder.
このような構成を適用した場合にあっては、対を成す溝が全く同一の環境下で形成されることになるので、対を成す溝の形状や方向性の均一化が更に高い次元で実現されることになり、ステージ構造の精度が一層向上する。
特に、片側のプレートに刻設される全ての溝を跨ぐに足る幅を備えた回転砥石を使用し、その外周面に、片側のプレートに刻設される全ての溝を同時に形成するための複数列のV字型の突条をドレッシングして研削を行うことにより、直線状ガイド経路を構成する要素となる全ての溝の平行度を完全に近い状態に保証することができる。
When such a configuration is applied, the paired grooves are formed in exactly the same environment, so the shape and directionality of the paired grooves can be made even higher. As a result, the accuracy of the stage structure is further improved.
In particular, a rotating grindstone with a width sufficient to straddle all the grooves engraved on one side of the plate is used, and plural grooves for simultaneously forming all the grooves engraved on the one side of the plate on the outer peripheral surface thereof. By dressing and grinding the V-shaped ridges in the row, the parallelism of all the grooves that constitute the linear guide path can be ensured to be in a completely close state.
本発明によれば、薄型化が容易であって、生産効率の低下を招くことがなく、磁極を配置しなくても十分な予圧力を得ることが可能であって、加工誤差や組立誤差を抑制した単一種の加工によって直線状ガイド経路を構成する要素の全てを高い精度で平行に形成することのできるステージ構造が提供される。 According to the present invention, thinning is easy, production efficiency is not reduced, and sufficient preload can be obtained without arranging magnetic poles. A stage structure is provided in which all of the elements constituting the linear guide path can be formed in parallel with high accuracy by a single type of processing that is suppressed.
次に、本発明を実施するための実施形態について図面を参照して具体的に説明する。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1は固定プレート2と移動プレート3を備えた一実施形態のステージ構造1の構成について示した図で、このうち、図1(a)は移動プレート3の片側半分を中心線A−Aの位置で切除して固定プレート2と移動プレート3の構成を示した平面図、図1(b)は同ステージ構造1の構成について示した左側面図、図1(c)は同ステージ構造1の構成について示した右側面図、図1(d)は同ステージ構造1の構成について示した正面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
この実施形態のステージ構造1は、磁性体により形成されて厚み方向に重合する2枚のプレート、すなわち、固定プレート2と移動プレート3を備える。
The
このうち、一方のプレートである固定プレート2の同一面上、つまり、固定プレート2の上面2aには、滑動用の直線状ガイド経路4が、相互に間隔を置いた状態で平行に2本刻設されている。
2本の直線状ガイド経路4,4の配置は、中心線A−Aを線対称軸として、水平面内において対称の関係にある。
Of these, on the same surface of the fixed
The arrangement of the two
また、他方のプレートである移動プレート3には、固定プレート2の上面2aに対向する側の面、つまり、下面3aの側に、固定プレート2の直線状ガイド経路4,4の各々と対を成す他の直線状ガイド経路5,5が刻設されている。
Further, the moving
直線状ガイド経路4,4および直線状ガイド経路5,5を構成する溝の全ては同一形状同一寸法のV溝であり、平坦な固定プレート2や移動プレート3に直に彫り込むかたちで研削されている。
直線状ガイド経路4,4および直線状ガイド経路5,5は基本的には同一形状同一寸法であるが、直線状ガイド経路4,4と直線状ガイド経路5,5の間に長手方向の寸法差があることは許容される。
All of the grooves constituting the
The
対を成す直線状ガイド経路4,5の間には直線状ガイド経路4,5を形成するV溝に内接する鋼球から成る転動体6が複数個介装され、転動体6は、図1(d)に示されるようにしてステージ構造1を正置した状態で移動プレート3を支え、直線状ガイド経路4,4,5,5の方向に沿った一方向、つまり、図1(a)および図1(d)中の左右方向に、移動プレート3の移動を許容する。
直線状ガイド経路4,5を形成するV溝の底部に刻設された矩形溝7は、V溝を加工する回転砥石の外周面が磨耗した際にV溝の底部に発生する削り残し部分が転動体6に干渉するのを防止するための一般的な逃ガシ加工である。
A plurality of rolling
The
直線状ガイド経路4の長手方向の両端部には、図1(a)および図1(b)に示されるように、直線状ガイド経路4を形成するV溝の内側の斜面(中心線A−Aに近い側の斜面)を貫通する孔が穿設される一方、直線状ガイド経路5の長手方向の両端部には、直線状ガイド経路5を形成するV溝の外側の斜面(中心線A−Aに遠い側の斜面)を貫通する孔が穿設され、これらの孔に圧入状態で植設されてV溝の斜面に突出したピン状のストッパ8によって対を成す直線状ガイド経路4,5間からの転動体6の脱落が防止されると共に、固定プレート2に対する移動プレート3の直線移動ストロークが規制されている。
図1(a)に示されるように、固定プレート2側のストッパ8は固定プレート2の上面2aを越えて上方に突出し、移動プレート3側のストッパ8は移動プレート3の下面3aを越えて下方に突出しているが、固定プレート2側のストッパ8の取付位置と移動プレート3側のストッパ8の取付位置は内外にずらされているので、ストッパ8同士が相互に干渉することはない。
図1(a)や図1(d)を基準にして言えば、移動プレート3の左方向の移動限界は、直線状ガイド経路5の右端部のストッパ8が最も右側に位置する転動体6に当接し、対を成す直線状ガイド経路4,5間に挟まれた複数の転動体6の全てが相互に接触した状態で直線状ガイド経路4の左端部のストッパ8が最も左側に位置する転動体6に当接した位置であり、また、移動プレート3の右方向の移動限界は、直線状ガイド経路5の左端部のストッパ8が最も左側に位置する転動体6に当接し、対を成す直線状ガイド経路4,5間に挟まれた複数の転動体6の全てが相互に接触した状態で直線状ガイド経路4の右端部のストッパ8が最も右側に位置する転動体6に当接した位置である。
移動プレート3の移動ストロークは、概ね、直線状ガイド経路4,5の全長の1/2程度である。
At both ends in the longitudinal direction of the
As shown in FIG. 1A, the
With reference to FIG. 1A and FIG. 1D, the movement limit of the moving
The moving stroke of the moving
固定プレート2において移動プレート3に対向する側の面、つまり、固定プレート2の上面2aには、この上面2aから固定プレート2の厚み方向に向かう除去加工、例えば、フライス加工や型彫リ放電加工等によって略矩形状のポケット加工部9が形成され、このポケット加工部9に埋設されるかたちで設置された永久磁石10の下面が、ポケット加工部9の底面に接着もしくはネジ止め等の手段で固着され、固定プレート2に対向する移動部レート3の下面3aと永久磁石10の上面との間に、永久磁石10の磁気吸着力の特性を考慮して決められた一定の間隙が形成されている。
The surface of the fixed
永久磁石10の着磁方向は上面側がN極で下面側がS極、もしくは、上面側がS極で下面側がN極である。
The magnetization direction of the
この実施形態では、中心線A−Aを挟むようにして其の両側にポケット加工部9,9および永久磁石10,10が配置されており、2つのポケット加工部9,9の図心(面積中心)および2つの永久磁石10,10の図心(面積中心)が、隣接する2本の直線状ガイド経路4,4間の中心位置、要するに、2本の直線状ガイド経路4,4において対偶する側の端部同士を結んで得られる2本の仮想対角線の交差位置に一致する。この交差位置は結果的には固定プレート2の中心位置である。
In this embodiment, the
中心線A−Aを挟むようにして其の両側にポケット加工部9,9および永久磁石10,10を配置しているのは、移動プレート3の中心部に螺刻したアタッチメント取付用のネジ穴11から誤ってアタッチメント側の雄ネジを突出させた際に雄ネジの先端が磁石10,10に当接して損傷を与えるのを防止するための措置であるから、移動プレート3の中心部にアタッチメント取付用のネジ穴11を設ける必要がないような状況下にあっては、隣接する2本の直線状ガイド経路4,4間の中心位置、つまり、2本の直線状ガイド経路4,4において対偶する側の端部同士を結んで得られる仮想対角線の交差位置に大型のポケット加工部9と大型の永久磁石10を1セットのみ設けても構わない。
なお、この実施形態にあっては移動プレート3の四隅にもアタッチメント取付用のネジ穴11が設けられており、ユーザは、アタッチメント取付用のネジ穴11を選択的に利用して各種のワークや試験対象等を移動プレート3上にセットすることができる。
The
In this embodiment, screw holes 11 for attaching attachments are also provided at the four corners of the
ステージ構造1のベース部分を構成する固定プレート2は、その四隅に設けられた座グリ付きのネジ通し穴12と此のネジ通し穴12に適合するセットスクリューを利用して作業台や各種の装置のベッド部分に装着される。
The fixing
移動プレート3に送りを掛けるためのリードネジやボールナット&スクリュー等の構造については既に公知であるので特に説明しない。
Since the structure of a lead screw, a ball nut and a screw for feeding the moving
ここでは、一例として、固定プレート2の側にポケット加工部9と永久磁石10を配置する場合について説明しているが、移動プレート3にアタッチメント取付用のネジ穴11を設ける必要がない場合、つまり、移動プレート3の一部に肉厚の薄い部分があっても不都合が生じないような状況下にあっては、移動プレート3において固定プレート2に対向する側の面つまり移動プレート3の下面3aに、ポケット加工部9と永久磁石10を配置し、永久磁石10の下面と固定プレート2の上面2aの間に一定の間隙を形成させるようにしてもよい。
Here, as an example, the case where the
あるいは、ポケット加工部9と永久磁石10を中心線A−Aを中心として2セット設ける場合にあっては、その一方を固定プレート2の側に配置し、他方を移動プレート3の側に配置するといった変則的な態様をとることもできる。
この場合は、移動プレート3側に設置された永久磁石10の下面と固定プレート2の上面2aの間に一定の間隙を形成させ、同様にして、固定プレート2側に設置された永久磁石10の上面と移動プレート3の下面3aの間に一定の間隙を形成させることになる。
特に、このような構成を適用した場合にあっては、固定プレート2の下面中央に形成する逃ガシ13の部分および固定プレート2の四隅のネジ通し穴12の部分を除き、固定プレート2と移動プレート3を完全な同一形状とし、両者の方向性を180°違える形で固定プレート2と移動プレート3を組み立てるようにすることが可能であるから、固定プレート2および移動プレート3の製造に関わる全体の作業工程が簡略化され得る。
ストッパ8用の貫通孔に関しては、固定プレート2や移動プレート3となるプレート上の2本のV溝の中心から各々同一方向にオフセットして穿設することにより、組み立ての際の干渉を回避できる。このような構成を適用した場合、図1(b)を援用して説明すれば、固定プレート2上の2本の直線状ガイド経路4,4上のストッパ8が、全て、そのストッパ8が取り付けられているV溝の中心よりも図1(b)の方向性において下方に位置し、また、移動プレート3上の2本の直線状ガイド経路5,5上のストッパ8が、全て、そのストッパ8が取り付けられているV溝の中心よりも図1(b)の方向性において上方に位置する状態となるか、あるいは、固定プレート2上の2本の直線状ガイド経路4,4上のストッパ8が、全て、そのストッパ8が取り付けられているV溝の中心よりも図1(b)の方向性において上方に位置し、また、移動プレート3上の2本の直線状ガイド経路5,5上のストッパ8が、全て、そのストッパ8が取り付けられているV溝の中心よりも図1(b)の方向性において下方に位置する状態となるかの何れかである。よって、固定プレート2上のストッパ8と移動プレート3上のストッパ8との間に相互の干渉が生じることはない。
Alternatively, when two sets of the
In this case, a fixed gap is formed between the lower surface of the
In particular, when such a configuration is applied, it moves with the fixed
With respect to the through hole for the
図2は固定プレート2が備える直線状ガイド経路4と移動プレート3が備える直線状ガイド経路5の加工工程について簡略化して示した作用原理図である。
FIG. 2 is an operation principle diagram showing the processing steps of the
図2中の符号14は固定プレート2や移動プレート3に研削加工を施す平面研削盤のテーブルを示し、また、図2中の符号15はテーブル14の往復送りの方向である水平第一軸移動方向(図2中で左右方向の移動軸)に沿ってテーブル14上の端部に設置された当て金を示している。
図2では記載を省略しているが平面研削盤のスピンドルに取り付けられた図示しない回転砥石の回転面は水平にセットされたテーブル14の面に対して直交し、かつ、テーブル14の水平第一軸移動方向に対して平行である。 Although not shown in FIG. 2, the rotating surface of a rotating grindstone (not shown) attached to the spindle of the surface grinder is orthogonal to the surface of the table 14 set horizontally, and the horizontal first of the table 14 is horizontal. Parallel to the axis movement direction.
平面研削盤のスピンドルを支えるコラムもしくはテーブル14のうち少なくとも一方は姿勢を維持した状態で上下方向(図2の紙面に対して垂直な方向)に移動可能である。 At least one of the column or table 14 supporting the spindle of the surface grinder is movable in the vertical direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) while maintaining the posture.
固定プレート2や移動プレート3に直線状ガイド経路4,5を刻設する際には、例えば図2に示されるように、プレート2,3の対向面すなわち固定プレート2の上面2aと移動プレート3の下面3aを共に上方に向けた状態で、固定プレート2に直線状ガイド経路4,4を形成する際の基準となる固定プレート2上の加工軌跡4a,4bの方向および移動プレート3に直線状ガイド経路5,5を形成する際の基準となる移動プレート3上の加工軌跡5a,5bの方向を共に平面研削盤のテーブル14の水平第一軸移動方向に合わせ、かつ、加工軌跡4aと加工軌跡5aおよび加工軌跡4bと加工軌跡5bがテーブル14の水平第一軸移動方向に沿って一直線上に位置するようにして、テーブル14の水平第一軸移動方向における移動ストロークの範囲内で、組立時に対を成すことになる固定プレート2と移動プレート3を並べ、テーブル14の磁気チャック等を作動させて、これらのプレート2,3をテーブル14上に固定する。
When the
なお、固定プレート2と移動プレート3の間に厚さの相違がある場合には、例えば、厚さの差分に相当する厚さを有し、その外形が固定プレート2や移動プレート3よりも僅かに小さい略矩形状の高さ調整治具を準備し、薄い方のプレートとテーブル14の間に高さ調整治具を介装した上で、当て金15の直線部と角出しが完全に行なわれている薄い固定用治具を用いて薄い方のプレートの四方を押し固めるようにして囲み、専ら、固定用治具を吸着するテーブル14の磁気チャック等の力を利用して、薄い方のプレートをテーブル14上に固定することにより、固定プレート2の上面2aと移動プレート3の下面3aを同一平面上に位置させる必要がある。
この際、固定用治具の厚みは、直線状ガイド経路4,5の加工が完了して下死点に到達した回転砥石の外周面が接触しない範囲で厚くすることが望ましい。
In addition, when there is a difference in thickness between the
At this time, it is desirable to increase the thickness of the fixing jig within a range in which the outer peripheral surface of the rotating grindstone that has reached the bottom dead center after the processing of the
1セット分のプレート2,3を並べてもテーブル14の水平第一軸移動方向の移動ストロークに余裕があるのであれば、更に、2セット分,3セット分,・・・のプレート2,3をテーブル14の水平第一軸の移動ストロークの範囲内に纏めて並べてもよい。
If there is a margin in the movement stroke in the horizontal first axis movement direction of the table 14 even if the
また、テーブル14の面積に水平第ニ軸移動方向(図2中で上下方向の移動軸)の余裕がある場合には、例えば、図2に示されるようにして、別のステージ構造1’を構成する別のセットの固定プレート2’や移動プレート3’を上記と同一の条件で並べることも可能である。
なお、4a’,4b’は固定プレート2’上の加工軌跡、5a’,5b’は移動プレート3’上の加工軌跡である。
Further, when the area of the table 14 has a margin in the horizontal second axis moving direction (vertical moving axis in FIG. 2), for example, as shown in FIG. It is also possible to arrange another set of fixed
4a ′ and 4b ′ are machining loci on the fixed
平面研削盤のテーブル14上にセットされたドレッサーを利用して平面研削盤の回転砥石の外周部に直線状ガイド経路4,5に適合するV字型の突条を形成する作業は、自動プログラミング装置で生成したAPT文等の加工プログラムを平面研削盤のCNC装置(数値制御装置)に入力することで容易に実現され得る。平面研削盤の回転砥石の外周部に形成するV字型の突条は一条でもよいし複列であってもよい。
The operation of forming V-shaped ridges adapted to the
平面研削盤が小型であって厚い回転砥石を使用できない場合には、平面研削盤の回転砥石の外周部にV字型の突条を一条のみ形成した上で、テーブル14を水平第一軸移動方向に往復移動させながら、テーブル14の1サイクルの移動つまり一往復もしくは片道の移動毎に所定の切り込み量でテーブル14をインクリメンタルに上昇もしくはコラムをインクリメンタルに下降させる動作を繰り返しながら加工軌跡4a,5aに対応するプレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5の研削を完了させてからテーブル14を下降もしくはコラムを上昇させてテーブル14もしくはコラムを初期のアプローチポイントの高さに戻してテーブル14に水平第ニ軸移動方向の送りを掛け、加工軌跡4b,5bに対応するプレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5の研削に取り掛かり、更に、加工軌跡4b,5bに対応するプレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5の研削を完了させてから加工軌跡4a’,5a’に対応する他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5の研削に取り掛かるといった必要がある。
この場合、回転砥石の目減りを検知してドレッシングを再実行したり、回転砥石の目減りを検知して切り込み量を調整する機能が平面研削盤にあれば、プレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と、プレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5と、更に、それに引き続いて形成される他の直線状ガイド経路4,5を実質的に完全に同一形状同一寸法のV溝とすることができる。
また、回転砥石の目減りを検知してドレッシングを再実行したり、回転砥石の目減りを検知して切り込み量を調整する機能が平面研削盤になければ、プレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と、プレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5と、更に、それに引き続いて形成される他の直線状ガイド経路4,5のV溝の間に形状や寸法の差異が生じる可能性があるが、そのような場合であっても、プレート2の片側の直線状ガイド経路4と此れと対を成すプレート3の片側の直線状ガイド経路5の間、プレート2の他方の直線状ガイド経路4と此れと対を成すプレート3の他方の直線状ガイド経路5の間、プレート2’の片側の直線状ガイド経路4と此れと対を成すプレート3’の片側の直線状ガイド経路5の間、更に、それに引き続いて形成される対を成す直線状ガイド経路4,5のV溝の間に形状や寸法の差異が生じることはなく、対を成すV溝の全ては実質的に完全に同一形状同一寸法とすることができる。
その理由は、水平第一軸移動方向におけるテーブル14の1サイクルの移動毎に対を成す直線状ガイド経路4,5のV溝の各々が平面研削盤の回転砥石によって交互に研削加工され、しかも、平面研削盤にあっては回転砥石の切り込み量が非常に小さく、1サイクルにおける回転砥石の目減りは無視できるからである。
If the surface grinder is small and a thick rotating grindstone cannot be used, only one V-shaped protrusion is formed on the outer periphery of the surface grinder rotating grindstone, and then the table 14 is moved in the horizontal first axis. While reciprocating in the direction, the
In this case, if the surface grinder has the function of detecting the reduction of the rotating whetstone and performing dressing again, or detecting the reduction of the rotating whetstone and adjusting the cutting amount, the linear guide on one side of the
If the surface grinder does not have the function of detecting the reduction of the rotating grindstone and re-executing dressing or adjusting the cutting amount by detecting the reduction of the rotating grindstone, the linear guide path on one side of the
The reason is that each of the V-grooves of the
また、平面研削盤の回転砥石の外周にV字型の突条を一条のみ形成してテーブル14の水平第一軸移動方向に並べられたプレート2,3の溝を1列ずつ研削することに代え、平面研削盤のテーブル14を水平状態から水平第一軸の周りに45°回転させ、平面研削盤の回転砥石の外周部のエッジ部分をV字型の突条として利用してプレート2,3の溝を1列ずつ研削してもよい。
この場合、V溝の角度は一般に90°に制限され、また、隣接するV溝の加工に移行する際には水平第ニ軸移動方向の送りに加えてスピンドルを支えるコラムもしくはテーブル14のうち少なくとも一方を上下方向(図2の紙面に対して垂直な方向)に移動させる必要が生じるが、平面研削盤の剛性や精度さえ十分であれば、前記と同様、プレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と、プレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5との間の形状や寸法の差異はテーブル14を水平にして回転砥石の外周面の突条を利用した場合と同様に保持することができる。
Further, only one V-shaped protrusion is formed on the outer periphery of the rotating grindstone of the surface grinder, and the grooves of the
In this case, the angle of the V-groove is generally limited to 90 °, and when moving to the processing of the adjacent V-groove, in addition to the feed in the horizontal second axis movement direction, at least one of the column or table 14 that supports the spindle. One of them needs to be moved in the vertical direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 2). However, if the rigidity and accuracy of the surface grinding machine are sufficient, the linear shape on one side of the
一方、平面研削盤が大型であって厚い回転砥石を使用できる場合には、平面研削盤の回転砥石の外周部に、同一プレート2,3上における直線状ガイド経路4,4もしくは直線状ガイド経路5,5(どちらでも同じ)の離間距離に応じたV字型の突条を二条形成し、テーブル14を水平第一軸移動方向に往復移動させながら所定の切り込み量でテーブル14をインクリメンタルに上昇もしくはコラムをインクリメンタルに下降させる動作を繰り返しながら加工軌跡4a,5aに対応するプレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と加工軌跡4b,5bに対応するプレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5の研削を同時に完了させてからテーブル14を下降もしくはコラムを上昇させてテーブル14もしくはコラムを初期のアプローチポイントの高さに戻してテーブル14に水平第ニ軸移動方向の送りを掛け、加工軌跡4a’,5a’に対応するプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5と加工軌跡4b’,5b’に対応するプレート2’,3’の他方の直線状ガイド経路4,5の研削を同時に開始するといったことが可能となる。
この場合、回転砥石の目減りを検知してドレッシングを再実行したり、回転砥石の目減りを検知して切り込み量を調整する機能が平面研削盤にあれば、前記と同様、プレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と、プレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の他方の直線状ガイド経路4,5を実質的に完全に同一形状同一寸法のV溝とすることができる。
また、回転砥石の目減りを検知してドレッシングを再実行したり、回転砥石の目減りを検知して切り込み量を調整する機能が平面研削盤になければ、プレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5およびプレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5と、他のセットのプレート2’,3’の片側の直線状ガイド経路4,5および他のセットのプレート2’,3’の他方の直線状ガイド経路4,5のV溝の間に形状や寸法の差異が僅かに生じる可能性はあるが、そのような場合であっても、平面研削盤の回転砥石の外周部に形成された二条の突条さえドレッシングの時点で正確に形成されていれば、プレート2の片側の直線状ガイド経路4と、此れと対を成すプレート3の片側の直線状ガイド経路5と、プレート2の他方の直線状ガイド経路4と、此れと対を成すプレート3の他方の直線状ガイド経路5のV溝の間に形状や寸法の差異が生じることは全くなく、同様に、プレート2’の片側の直線状ガイド経路4と、此れと対を成すプレート3’の片側の直線状ガイド経路5と、プレート2’の他方の直線状ガイド経路4と、此れと対を成すプレート3’の他方の直線状ガイド経路5のV溝の間に形状や寸法の差異が生じることも全くない。
つまり、1セットのプレート2,3に形成される都合4本のV溝が実質的に完全に同一形状同一寸法に仕上げられ、1セットのプレート2’,3’に形成される都合4本のV溝も実質的に完全に同一形状同一寸法に仕上げられることになる。
その理由は、水平第一軸移動方向におけるテーブル14の1サイクルの移動毎に対を成す片側の直線状ガイド経路4,5および対を成す他方の直線状ガイド経路4,5のV溝の各々が平面研削盤の回転砥石によって交互に研削加工され、しかも、平面研削盤にあっては回転砥石の切り込み量が非常に小さく、1サイクルにおける回転砥石の目減りは無視でき、かつ、片側の直線状ガイド経路4,5を研削する回転砥石外周部の突条と他方の直線状ガイド経路4,5を研削する回転砥石外周部の突条の消耗状況は常に均等となるからである。
更に、この場合は、単一の回転砥石の外周面に形成された二条の突条による同時加工が行われるため、固定プレート2上に位置する片側の直線状ガイド経路4と他方の直線状ガイド経路4、および、移動プレート3上に位置する片側の直線状ガイド経路5と他方の直線状ガイド経路5が完全に平行に形成されるといったメリットがある。
On the other hand, when the surface grinder is large and a thick rotating grindstone can be used,
In this case, if the surface grinder has the function of detecting the reduction of the rotating whetstone and performing dressing again, or detecting the reduction of the rotating whetstone and adjusting the cutting amount, one side of the
If the surface grinder does not have the function of detecting the reduction of the rotating grindstone and re-executing dressing or adjusting the cutting amount by detecting the reduction of the rotating grindstone, the linear guide path on one side of the
In other words, the four V-grooves formed on the one set of
The reason for this is that each of the V-grooves of the
Furthermore, in this case, since simultaneous processing is performed by two ridges formed on the outer peripheral surface of a single rotating grindstone, the
従って、ステージ構造1を構成する1セットのプレート2,3に形成される都合4本のV溝を完全に同一形状同一寸法に仕上げ、更に、これら4本のV溝を完全に平行な状態としたいのであれば、厚い回転砥石を使用できる平面研削盤を選択し、平面研削盤の回転砥石の外周部に、同一プレート2,3上における直線状ガイド経路4,4もしくは直線状ガイド経路5,5(どちらでも同じ)の離間距離に応じたV字型の突条を二条形成し、テーブル14を水平第一軸移動方向に往復移動させながら所定の切り込み量でテーブル14をインクリメンタルに上昇もしくはコラムをインクリメンタルに下降させる動作を繰り返して加工軌跡4a,5aに対応するプレート2,3の片側の直線状ガイド経路4,5と加工軌跡4b,5bに対応するプレート2,3の他方の直線状ガイド経路4,5の研削を同時に実行するのが最適である。
Accordingly, the four V-grooves formed on the set of
また、テーブル14の水平第一軸移動方向における移動ストロークの範囲内に固定プレート2と移動プレート3のセットを一直線上に並べて複数組配置した場合にあっては、既に述べた通り、これらのプレート2,3に対してサイクリックに研削加工が施されることになるので、これらのプレート2,3に形成される全てのV溝を完全に同一形状同一寸法に仕上げ、かつ、同一プレート2,3上のV溝を完全に平行な状態とすることができる。
従って、これらのプレート2,3を1ロットのパーツ群として取り扱い、そこから対を成す固定プレート2と移動プレート3の組み合わせを選択する限り、完全に均一なステージ構造1を構成することができる。つまり、パーツの組み違いといった問題が解消される。
Further, when a plurality of sets of the fixed
Therefore, as long as these
既に述べたように、組み立てられたステージ構造1は、ベース部分を構成する固定プレート2の四隅に設けられた座グリ付きのネジ通し穴12にセットスクリューを通されて作業台や各種の装置のベッド部分等に装着される。
As already described, the assembled
ステージ構造1を装着する際には、移動プレート3を何れか一方の移動限界までスライドさせて他方に位置する2つのネジ通し穴12を露出させてセットスクリューを取り付けた後、改めて移動プレート3を他の移動限界までスライドさせて反対側に位置する2つのネジ通し穴12を露出させてセットスクリューを取り付けるといった操作を行なえばよく、取り付けに際してステージ構造1を分解する必要はない。
When the
移動プレート3に送りを掛けるためのリードネジやボールスクリューもしくは其れらのナット部分を回転駆動すれば、移動プレート3が水平面内で一方向(但し、正逆の方向を含む)に移動するので、移動ストロークの限界内の任意位置で、移動プレート3にセットされたワークや試験対象等に対して各種の検査,測定,試験,加工等を実施することができる。
If the lead screw or ball screw for feeding the moving
リードネジやボールスクリューもしくは其れらのナット部分を回転駆動するためのアクチュエータとして一般的なのはステッピングモータやサーボモータである。 Stepping motors and servo motors are commonly used as actuators for rotationally driving lead screws, ball screws or their nut portions.
この種のモータに与えられる駆動トルクすなわち駆動連流の大きさは、最終的には、サーボ回路内部のエラーレジスタの値によって決定される。 The drive torque applied to this type of motor, that is, the magnitude of the drive continuity, is ultimately determined by the value of the error register in the servo circuit.
この際、僅かな駆動トルクでスムーズに移動プレート3が移動すればエラーレジスタにエラー値(移動指令パルスの積算値)が蓄積されることはないが、外乱等によって移動プレート3の移動が阻害されるとエラーレジスタにエラー値が蓄積され、このエラー値の増大に比例してモータの駆動電流すなわち駆動トルクも増大する。
At this time, if the moving
従って、ステージ構造1に直線状ガイド経路4,4や直線状ガイド経路5,5の非平行や形状誤差,寸法誤差,面粗度のバラツキ等の欠陥があって移動プレート3の移動に際して負荷の変動が生じると、例えば、負荷が減少した瞬間に過剰な駆動力(厳密には駆動力と負荷の差)が作用して指令位置を越えて移動プレート3がオーバーシュートしたり、或いは、負荷が増大した際に、それまでの低負荷状態に対応したエラー値に比例した駆動力では増大した負荷に打ち勝てなくなって移動プレート3が一時的に停止し、移動プレート3の現在位置がアンダーシュートする等の不都合が生じる。
Accordingly, the
この実施形態のステージ構造1にあっては、少なくとも、固定プレー2の片側の直線状ガイド経路4と此れと対を成す移動プレート3の片側の直線状ガイド経路5の形状および寸法の一致性と、固定プレー2の他方の直線状ガイド経路4と此れと対を成す移動プレート3の他方の直線状ガイド経路5の形状および寸法の一致性とが完全に保証されるので(段落0039参照)、直線状ガイド経路4,4や直線状ガイド経路5,5の形状誤差,寸法誤差,面粗度のバラツキ等の欠陥に起因した外乱の変動によるオーバーシュートやアンダーシュートの発生を効果的に防止することができる。
特に、厚い回転砥石を使用し、平面研削盤の回転砥石の外周部にV字型の突条を二条形成して固定プレート2上の2本の直線状ガイド経路4,4と移動プレート3上の2本の直線状ガイド経路5,5に対して実質的に同時に研削作業を施した場合にあっては、これら都合4本のV溝の同一形状同一寸法化に加え、固定プレート2上の2本の直線状ガイド経路4,4と移動プレート3上の2本の直線状ガイド経路5,5の各々の完全平行化、および、固定プレート2上の2本の直線状ガイド経路4,4と移動プレート3上の2本の直線状ガイド経路5,5との間の加工位置のずれも防止できるので(段落0040参照)、直線状ガイド経路4,4や直線状ガイド経路5,5の非平行や形状誤差,寸法誤差,面粗度のバラツキ等の欠陥に伴う不都合を極めて効果的に防止することができる。
In the
In particular, a thick rotating grindstone is used, and two V-shaped ridges are formed on the outer peripheral portion of the rotating grindstone of the surface grinder to form two
また、固定プレート2に固着された永久磁石10に移動プレート3の下面3aを磁気吸着させて固定プレート2のV溝から成る直線状ガイド経路4,4と鋼球から成る転動体6との間、および、移動プレート3のV溝から成る直線状ガイド経路5,5と鋼球から成る転動体6との間に予圧力を作用させることができるため、移動プレート3の重量を大きくしなくても移動プレート3の不用意な浮き上がりを防止することができるといった効果に関しては従来のものと同等であるが、更に、固定プレート2や移動プレート3に直にV溝の直線状ガイド経路4,5を彫り込んで相互間を鋼球からなる転動体6で支えたことと、永久磁石10を埋設したポケット加工部9の内壁部分を継鉄として機能させて永久磁石10の実質的な磁気吸着力を増強させることにより永久磁石10と移動プレート3との間の磁極を不要化することにより、ステージ構造1の更なる薄型化が実現されている。
ステージ構造1が薄型化される結果、移動プレート3上の試料や被測定物やワーク等を従来品に比べて更に移動プレート3の軌道面(移動案内面)に接近させることが可能となり、移動プレート3が移動する際の移動プレート3の姿勢誤差や姿勢変化を低減することができ、更には、試料や被測定物の位置精度やワーク等の加工誤差の改善も可能となる。
Further, the
As a result of the thinning of the
以上に述べた通り、この実施形態によれば、薄型化が容易であって、複雑な加工やパーツのあと付けで生じる生産効率の低下を招くことなく、磁極を配置しなくても十分な予圧力を得ることが可能であって、加工誤差や組立誤差を抑制した単一種の加工(除去加工を利用して必要箇所となるV溝を形成する研削加工)によって直線状ガイド経路4,4,5,5を構成するV溝の全てを高い精度で平行に形成することのできるステージ構造1が提供される。
As described above, according to this embodiment, it is easy to reduce the thickness, without causing a decrease in production efficiency caused by complicated processing and retrofitting of parts, and without having to arrange magnetic poles. The
以上、一実施形態として、直線状ガイド経路4,4および直線状ガイド経路5,5を構成する溝の全てをV溝とし、対を成す直線状ガイド経路4,5の間に鋼球から成る転動体6を介装することによって移動プレート3を支える構造のものについて説明したが、V溝と鋼球の組み合わせに代えて、V溝以外の各種の溝(直線状ガイド経路)と鋼球(転動体)の組み合わせ、あるいは、V溝(直線状ガイド経路)と此のV溝の内壁の一面に外周面を当接させると共に其の一端面を此の内壁の他面に当接させる柱状ローラ(転動体)を利用しても上記と同等の作用・効果を達成できる。
As described above, as an embodiment, all of the grooves constituting the
また、以上の実施形態では、対向面が平坦な固定プレート2と移動プレート3を組み合わせて得られるステージ構造1の構成を例にとって説明したが、前述した構成の主要部を転用し、下に凸の円弧を描く二次曲面を上面に有する固定プレートの上に此の二次曲面と対を成す下に凸の二次曲面を下面に有する移動プレートを載置し、これらの二次曲面の双方に、これらの二次曲面の屈曲方向に沿って伸びる下に凸の円弧状ガイド経路を平行に複数組併設し、固定プレート側の円弧状の二次曲面に沿って移動プレートに送りを掛けることによって移動プレートの姿勢(角度)を変化させるようにした傾斜ステージを構成することもできる。
その場合、固定プレート2の上面が下に凸の円弧状の二次曲面となること、この固定プレート2の上面に二次曲面の屈曲方向に沿って伸びる下に凸の円弧状ガイド経路4,4が2本平行に形成されること、移動プレート3の下面が下に凸の円弧状の二次曲面となること、この移動プレート3の下面に二次曲面の屈曲方向に沿って伸びる下に凸の円弧状ガイド経路5,5が2本形成されること、また、より望ましくは磁石10の上面を移動プレート3の下面形状に対応させて下に凸の二次曲面とすることを別にすれば、傾斜ステージの構成は既に説明したステージ構造1の場合と同様である。
一般に、この種の傾斜ステージにあっては、下に凸の円弧状の二次曲面を成す可動プレート3の下面に機械要素のホイールに相当するラック状の噛合部を形成する一方、下に凸の円弧状の二次曲面を成す固定ステージ2の上面の中央部分、すなわち、円弧状の二次曲面の谷底の部分であって、かつ、両側の円弧状ガイド経路4,4の間の中央位置に、図1中の中心線A−Aに沿った回転軸を有するウォームを配置し、ウォームの外周を可動プレート3の下面のラック状の噛合部に噛合させて、ウォームの回転によってラック状の噛合部つまり最終的には可動プレート3に図1中の中心線A−Aに沿った送りを掛けることで、固定プレート2の上面の円弧状の二次曲面に沿って移動プレート3を移動させるようにしている。
この際、固定プレート2側に配置されたウォームと可動プレート3側のラック状の噛合部との離間距離を厳密に調整する必要があり、両者間の離間距離が過大であると可動プレート3の送り方向の切り替えに際してバックラッシュが発生し、また、両者が接近し過ぎるとウォームの回転が重くなったり動かなくなったりするといった不都合が生じる。
このような特性を有する傾斜ステージに対して前述のような構成を適用した場合にあっては、固定プレート2側に配置されたウォームと可動プレート3側のラック状の噛合部の噛合状態が或る程度過剰にタイトになった場合であっても、両者の当たりが強くなりすぎてウォームの回転が重くなったり動かなくなったりするといった不都合は発生せず、固定プレート2に対する移動プレート3の浮き上がりによって、両者間に生じる強い当たりを吸収することができる。しかも、移動プレート3は固定プレート2側の磁石10で吸着されているので、移動プレート3が不用意にガタついたり軌道面から離脱するといった不都合も発生しない。
従って、結果として、固定プレート2側に配置されたウォームと可動プレート3の下面のラック状の噛合部との離間距離の調整に際し、従来のものとの比較において、固定プレート2側のウォームと可動プレート3側のラック状の噛合部が接近する方向における調整誤差の許容範囲を拡張することが可能となる。よって、調整作業を著しく誤った場合の移動プレート3の浮き上がりによって移動プレート3の姿勢の保持精度に多少の劣化が生じる可能性はあるものの、調整作業それ自体が格段に容易化されるといった点で大きなメリットが生じる。
つまり、傾斜ステージに対して前述の構成を転用する理由は精度の向上ではなく調整作業の容易化であり、目的と効果も此れに準じたものとなる。
In the above embodiment, the configuration of the
In that case, the upper surface of the fixed
In general, in this type of inclined stage, a rack-shaped engagement portion corresponding to a wheel of a machine element is formed on the lower surface of the
At this time, it is necessary to strictly adjust the separation distance between the worm arranged on the fixed
When the above-described configuration is applied to the tilt stage having such characteristics, the engagement state between the worm disposed on the fixed
Therefore, as a result, when adjusting the separation distance between the worm arranged on the fixed
That is, the reason for diverting the above-described configuration to the tilt stage is not to improve accuracy but to facilitate adjustment work, and the purpose and effect also conform to this.
1,1’ ステージ構造
2,2’ 固定プレート(一方のプレート)
2a 固定プレートの上面(固定プレートの同一面)
3,3’ 移動プレート(他方のプレート)
3a 移動プレートの下面(固定プレートの同一面に対向する面)
4 直線状ガイド経路
4a,4b,4a’,4b’ 固定プレート上の加工軌跡
5 他の直線状ガイド経路
5a,5b,5a’,5b’ 移動プレート上の加工軌跡
6 転動体(鋼球)
7 矩形溝
8 ストッパ
9 ポケット加工部
10 永久磁石(磁石)
11 アタッチメント取付用のネジ穴
12 ネジ通し穴
13 逃ガシ
14 テーブル
15 当て金
1, 1 '
2a Top surface of fixed plate (same surface of fixed plate)
3, 3 'moving plate (the other plate)
3a Lower surface of moving plate (surface facing the same surface of fixed plate)
4
7
11 Screw holes for
Claims (2)
前記一方のプレートの直線状ガイド経路および前記他方のプレートの直線状ガイド経路が前記各プレートに直に彫り込まれた溝によって形成されると共に、
前記磁石が、前記少なくとも一方の面から其の面を有するプレートの厚み方向に向かう除去加工によって形成されたポケット加工部に埋設され、前記ポケット加工部の内壁部分が前記磁石の継鉄として機能することを特徴としたステージ構造。 Two plates that are made of magnetic material and overlap in the thickness direction are provided, and on the same surface of one plate, a plurality of linear guide paths for sliding are provided in parallel and spaced apart from each other. On the other hand, the other plate is provided with another linear guide path that forms a pair with each of the linear guide paths on the surface facing the one plate, and the linear guide path that forms the pair. The one plate is supported so as to be movable in one direction with respect to the other plate via a plurality of rolling elements interposed therebetween, and the one plate faces the other plate. Or at least one of the surfaces facing the one plate in the other plate, with a certain gap between the plate surface facing this surface In addition, a magnet is fixed so as to be positioned at a center position between adjacent linear guide paths among the plurality of linear guide paths, and the linear guide path in the one plate and the plurality of rolling elements In the stage structure in which a pre-pressure due to the magnetic attraction force of the magnet is applied between the linear guide path in the other plate and the plurality of rolling elements,
The linear guide path of the one plate and the linear guide path of the other plate are formed by grooves directly carved into each plate;
The magnet is embedded in a pocket processing portion formed by removal processing from the at least one surface toward the thickness direction of the plate having the surface, and an inner wall portion of the pocket processing portion functions as a yoke of the magnet. Stage structure characterized by that.
前記各プレートの対向面を上方に向けた状態で、これらのプレートに研削加工を施す平面研削盤のテーブル上に、前記直線状ガイド経路を形成する基準となるプレート上の加工軌跡の方向を前記平面研削盤のテーブルの水平移動方向に合わせ、かつ、前記テーブルの水平移動のストロークの範囲内で前記テーブルの水平移動方向に沿って一直線上に並べて固定され、前記テーブルの1サイクルの移動毎に、対を成す溝の各々が前記平面研削盤の回転砥石によって交互に研削加工されることで形成されていることを特徴とした請求項1記載のステージ構造。 In the processing step, the linear guide path in the one plate and the linear guide path in the other plate are:
With the opposing surfaces of the plates facing upward, on the table of a surface grinding machine that grinds these plates, the direction of the processing locus on the plate serving as a reference for forming the linear guide path is Aligned with the horizontal movement direction of the table of the surface grinder and fixed in a straight line along the horizontal movement direction of the table within the range of the horizontal movement stroke of the table. 2. The stage structure according to claim 1, wherein each of the paired grooves is formed by being alternately ground by a rotating grindstone of the surface grinding machine.
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