JP2604589Y2 - 直線駆動ステージ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、工作機械等の分野にお
いてワークを所定の位置に移動させるために使用する直
線駆動ステージ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直線駆動ステージ装置は、直線駆動ステ
ージと、このステージのテーブルを直線移動させるため
の駆動ユニットから基本的に構成されている。一般的に
は、ステージと駆動ユニットとを、移動方向に向けて直
列に配置した構成を採用している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかし、ステージと駆
動ユニットを直列に配置した構成を採用した場合には、
移動方向における装置寸法が大きくなり、使用場所によ
って設置できないことも起こり得る。この移動方向（装
置軸線方向）の寸法を短くするためには、ステージの側
面の側に駆動ユニットを配置することが考えられる。こ
の場合には、テーブルの移動方向と駆動ユニットの作動
ロッドの移動方向が平行になるので、テーブルの側から
腕を横方向に延ばして、その腕の端を駆動ユニットの作
動ロッドにより押すように構成すればよい。

【０００４】しかしながら、このようにすると、腕を介
してテーブルの側に曲げモーメントが作用してしまうの
で、テーブルの真直度が低下してしまう。

【０００５】本考案の課題は、このような点に鑑みて、
装置軸線方向の寸法を短くでき、しかも、テーブルの真
直度を低下させることなく精度良く位置決めを行うこと
のできる直線駆動ステージ装置を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本考案の直線駆動ステージ装置においては、直線
移動ステージに対して、その側面の側に駆動ユニットを
配置すると共に、固定した支点を中心として旋回可能な
アーム機構を介して、駆動ユニットによりステージのテ
ーブルを直線移動させる構成を採用している。

【０００７】すなわち、本考案の直線駆動ステージ装置
は、固定ベース上に直線移動可能にテーブルが設置され
ている直線移動ステージと、前記テーブルの移動方向と
平行な前記ベースの側面の側において当該テーブルの移
動方向に向けて作動ロッドが直線運動する状態に配置さ
れた駆動ユニットと、前記作動ロッドの先端および前記
テーブルの移動方向の一方の端面にそれぞれ当接してい
るロッド当接部およびテーブル当接部を備え、これらの
当接部とは異なる位置を支点として旋回可能に支持され
ていると共に前記作動ロッドの直線運動を前記テーブル
の直線運動となるように当該テーブルの側に伝達するア
ーム機構と、前記作動ロッドおよび前記テーブルに対す
る前記アーム機構の当接状態を保持する付勢手段とを有
することを特徴としている。

【０００８】テーブルの側に曲げモーメントが実質的に
作用しないようにするためには、アーム機構のテーブル
当接部を、テーブルの端面における中央（すなわち、装
置軸線上の位置）に当接させるようにすればよい。

【０００９】アーム機構の代表的な構成としては、その
ロッド当接部およびテーブル当接部の間の位置を支点と
して旋回可能に支持されているものを挙げることができ
る。

【００１０】ここで、アーム機構のロッド当接部および
テーブル当接部としては、円形外周面あるいは球状外周
面を備えた転動体から構成したものが望ましい。

【００１１】

【実施例】以下に、図面を参照して本考案の実施例を説
明する。

【００１２】図１、２、３には、本考案の一実施例の直
線駆動ステージ装置を示してある。本例の装置１は、直
線移動ステージ２と、この側面に取り付けた駆動ユニッ
ト３と、これら直線移動ステージ２および駆動ユニット
３を連結しているアーム機構４から構成されている。

【００１３】直線移動ステージ２は全体として矩形形状
をしており、ベース２１と、この上面に対して左右一対
のリニアガイド２２、２３を介して装置軸線Ｌに沿って
直線往復移動が自在に支持されたテーブル２４を備えて
いる。テーブル２４の前端面２４ａの中央には、Ｔ字形
のアーム当接部材２４１がボルトによって固着されてい
る。また、ベース２１の上面とテーブル２４の裏面の間
に形成されている空所２５には、装置軸線Ｌに沿って引
張状態でコイルばね２６が配置されている。このコイル
ばね２６の前端は、ベースの側に固着したばね受け用の
ピン２７に引掛けられており、その後端は、テーブルの
側に固着したばね受け用のピン２８に引掛けられてい
る。なお、テーブル２４の上面には、被駆動部材を取り
付けるために利用する９個の取付け用のボルト孔２９が
形成されている。

【００１４】次に、ベース２１の前端面における中央か
ら側面の側に寄った位置にも、Ｔ字形の支持部材５がボ
ルトによって固着されている。この支持部材５の側部側
はベース側面より側方に向けて延びており、そこに、駆
動ユニット３が取付けられている。駆動ユニット３は、
装置軸線Ｌに平行となるように配置されている。この駆
動ユニット３は、モータ等の回転源と、この回転源から
の回転を減速する減速機構と、減速された回転を直線運
動に変換する変換機構から構成された一般的に知られた
ものを採用している。この駆動ユニット３の前端からは
作動ロッド３１が突出しており、駆動ユニット３を駆動
すると、この作動ロッド３１が所定のストロークで直線
往復移動する。

【００１５】一方、ベース２１の前端面に取り付けた支
持部材５における前方側に突出している突出部分５１の
上面には、支持ピン５２を中心として、テーブル上面に
平行な面内を旋回自在な状態でアーム機構４を構成する
アーム４１が支持されている。このアーム４１は、支持
ピン５２により規定される支点Ｃを中心として左右対称
の形状をしている。さらに、アーム４１の一方の端に
は、テーブル当接部を規定するローラ４２が回転自在に
支持されており、このローラ４２の外周面４２ａが、テ
ーブル側のアーム当接部材２４１の前端面２４１ａに当
接している。アーム４１の他方の端には、ロッド当接部
を規定するローラ４３が同じく回転自在に支持されてお
り、このローラ４３の外周面４３ａが、駆動ユニットの
作動ロッド３１の前端面３１ａに当接している。

【００１６】図４を参照して、本例の直線駆動ステージ
装置１の動作を説明する。初期状態においては、図にお
いて想像線で示すように、駆動ユニット３の作動ロッド
３１は最も引っ込んだ位置にある。ここに、テーブル２
４は、引張状態で装着されているコイルばね２６の引張
力によって前方側に向けて付勢されているので、アーム
４１の両端のローラ４２、４３は、それぞれ所定の押し
つけ力で、アーム当接部材２４１の前端面２４１ａおよ
び作動ロッド３１の前端面３１ａの側に当接した状態に
ある。すなわち、本例において、このコイルばね２６
が、テーブルおよび作動ロッドに対するアームの当接状
態を保持するための付勢手段を構成している。勿論、こ
れ以外の構成の付勢手段を採用してもよい。

【００１７】この状態において、駆動ユニット３を駆動
して作動ロッド３１を図の実線位置まで突出させると、
アーム４１はその中心の支点Ｃを中心として旋回するの
で、アーム端部のローラ４２によってテーブル２４はコ
イルばね２６のばね力に抗して後端側に向けて、作動ロ
ッドの突出量と同一量だけ後退する。このように、作動
ロッド３１を直線往復移動させることにより、テーブル
２４を所定の範囲内の任意の位置に移動して、そこの位
置決めすることができる。

【００１８】本例の装置においては、アーム機構４を利
用しているので、テーブル２４の側に、不所望な曲げモ
ーメントが作用しない。よって、テーブルの真直度を保
持でき、精度良くテーブルを移動させることができる。
特に、本例においては、テーブル２４を、その中心（装
置軸線Ｌ上の位置）で押しているので、このような曲げ
モーメントは実質的に発生しない。よって、極めて精度
良くテーブルの位置決めが出来ると共に、リニアガイド
２２、２３に対してモーメント負荷が作用しないので、
リニアガイドの寿命も向上する。

【００１９】さらに、本例においては、ローラ４２、４
３を用いて当接部を形成しているので、テーブルおよび
作動ロッドに対するアームの当接状態を常に良好に保持
できるので好ましい。

【００２０】ここで、本例においてはアーム４１の支点
Ｃを中心とする左右の腕の長さを同一としてあるが、こ
れらの長さを変更することにより、テーブル２４の移動
速度、その位置決めの分解能を変えることができる。す
なわち、支点Ｃから作動ロッド３の側の腕の長さを長く
すれば、テーブル２４の位置決めの分解能を高めること
ができ、この逆にすることにより、テーブル２４の移動
速度を高めることができる。また、本例においては、ロ
ーラ４２、４３によってテーブル当接部、ロッド当接部
を形成しているが、この代わりに、球状の転動体を利用
して、当接部を形成してもよいことは勿論である。

【００２１】さらに、本例においては、アーム４１の支
点Ｃをローラ４２、４３の間に位置させているが、これ
らの外側に位置させるようにしてもよい。

【００２２】図５ないし図９には、本考案を適用した二
軸ステージ装置を示してある。これらの図において、前
述した実施例と対応する部分には同一の符号を付し、以
下においてはそれらの説明は省略するものとする。本例
の装置１００においては、ベース２１上に支持されてい
るテーブル２４を二段構成としてあり、下側の第１のテ
ーブル２４１と、上側の第２のテーブル２４２から構成
してある。これらのテーブルは、一体となってＸ軸方向
（図５参照）に移動する。しかし、上側の第２のテーブ
ル２４２は、下側の第１のテーブル２４１に対して、Ｚ
軸方向に向けて移動自在に支持されている。これらのテ
ーブルは、Ｘ軸駆動ユニット３によって、ベース２１に
対してＸ軸方向の往復移動される。この機構は、前述し
た実施例と同一である。

【００２３】これに対して、図５から分かるように、本
例においては、テーブルのうち、下側の第１のテーブル
２４１の側面には、ブラケット１０１を介して、Ｚ軸駆
動ユニット１０２が取付けられている。この駆動ユニッ
ト１０２によって、第２のテーブル２４２は、Ｚ軸方向
の移動されるようになっている。このＺ軸駆動ユニット
１０２の直線運動は、アーム機構１０４を介して、テー
ブル２４２の側に伝達される。このアーム機構１０４に
おいて、そのアーム１０５の支点Ｃ１は、第２のテーブ
ル２４２の中央に位置している。そして、この支点から
テーブル２４２を押しつける側のローラ１０６までの腕
の長さは、この支点から駆動ユニット１０２によって押
される側のローラ１０７までの腕の長さよりも短く設定
されている。

【００２４】本例においては、各駆動ユニット３、１０
２を駆動することにより、第２のテーブル２４２を、平
面上の所定の範囲内の任意の位置に位置決めすることが
できる。

【００２５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の直線駆動
ステージ装置においては、ステージに対してその移動方
向の側面の側に駆動ユニットを取り付けると共に、駆動
ユニットからアーム機構を介してその直線運動をステー
ジのテーブル側に伝達するようにしている。したがっ
て、本考案によれば、装置の軸線方向の寸法を小さくす
ることができると共に、ステージの側に不所望な曲げモ
ーメントが発生することを回避でき、精度の良い位置決
めを実現することができる。特に、アーム機構を介し
て、駆動ユニットからの駆動力をテーブルの中心に作用
させるようにすれば、曲げモーメントがステージの側に
作用することが無いので好ましい。また、本考案では、
円形外周面あるいは球面を備えた転動体を用いてテーブ
ル当接部およびロッド当接部を形成しているので、テー
ブルおよび作動ロッドに対するアームの当接状態を常に
良好に保持することができる。

【００２６】これに加えて、本考案によれば、アームの
支点から各当接部までの距離を変更することにより、テ
ーブルの移動速度およびその位置決めの分解能を簡単に
変更することができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の直線駆動ステージ装置を示
す平面図である。

【図２】図１の装置をＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した部
分を示す断面図である。

【図３】図１の装置を矢印ＩＩＩの方向から見た場合の
側面を部分的に断面として示す側面図である。

【図４】図１の装置の動作を説明するための平面図であ
る。

【図５】本考案の別の実施例のステージ装置を示す平面
図である。

【図６】図５の装置を矢印ＶＩ−ＶＩの方向から見た場
合の側面を部分的に断面として示す側面図である。

【図７】図５の装置のＺ軸方向の断面を示す断面図であ
る。

【図８】図５の装置を矢印ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの方向か
ら見た場合の側面を部分的に断面として示す側面図であ
る。

【図９】図５の装置のＸ軸方向の断面を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・直線駆動ステージ装置 ２・・・ステージ ２１・・・ベース ２２、２３・・・リニアガイド ２４・・・テーブル ２４ａ・・・テーブル前端面 ２４１・・・アーム当接部材 ３・・・駆動ユニット ３１・・・作動ロッド ３１ａ・・・作動ロッドの前端面 ４・・・アーム機構 ４１・・・アーム ４２・・・ローラ（テーブル当接部） ４３・・・ローラ（ロッド当接部） Ｃ・・・アームの支点 Ｌ・・・装置軸線（移動方向）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 5/34 510 B23Q 1/58

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ベースと、 前記固定ベースの上面にＸ軸方向に直線移動可能に設置
   されている第１のテーブルと、 前記固定ベースの側面に取り付けられ、前記第１のテー
   ブルの移動方向に向けて作動ロッドが直線運動する状態
   に配置されたＸ軸駆動ユニットと、 前記固定ベースの側面に取り付けられており、前記作動
   ロッドの先端および前記第１のテーブルの移動方向の一
   方の端面にそれぞれ当接しているロッド当接部およびテ
   ーブル当接部を備え、これらの当接部の間の位置を支点
   として旋回可能に支持され、前記作動ロッドの直線運動
   を前記第１のテーブルの直線運動に変換する第１のアー
   ムと、 前記作動ロッドおよび前記第１のテーブルに対して前記
   第１のアームの前記ロッド当接部およびテーブル当接部
   を当接状態を保持する第１の付勢手段と、 この第１のテーブルの上面に、Ｘ軸方向とは直交するＺ
   軸方向に直線移動可能に設置されている第２のテーブル
   と、 前記第１のテーブルの側面に取り付けられ、前記第２の
   テーブルの移動方向に向けて作動ロッドが直線運動する
   状態に配置されたＺ軸駆動ユニットと、 前記第１のテーブルの側面に取り付けられ、前記Ｚ軸駆
   動ユニットの作動ロッドの先端および前記第２のテーブ
   ルの移動方向の一方の端面にそれぞれ当接しているロッ
   ド当接部およびテーブル当接部を備え、これらの当接部
   の間の位置を支点として旋回可能に支持されていると共
   に前記Ｚ軸駆動ユニットの作動ロッドの直線運動を前記
   第２のテーブルの直線運動に変換する第２のアームと、 前記Ｚ軸駆動ユニットの作動ロッドおよび前記第２のテ
   ーブルに対する前記第２のアームの当接状態を保持する
   第２の付勢手段と有することを特徴とする直線駆動ステ
   ージ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１および第２
   のアームのテーブル当接部は、前記第１および第２のテ
   ーブルのそれぞれの端面における中央に当接しているこ
   とを特徴とする直線駆動ステージ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記第１お
   よび第２のアームのロッド当接部およびテーブル当接部
   は、円形外周面あるいは球状外周面を備えた転動体から
   構成されていることを特徴とする直線駆動ステージ装
   置。