JP2669198B2 - Ｘ−ｙステージ - Google Patents
Ｘ−ｙステージInfo
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- JP2669198B2 JP2669198B2 JP17569491A JP17569491A JP2669198B2 JP 2669198 B2 JP2669198 B2 JP 2669198B2 JP 17569491 A JP17569491 A JP 17569491A JP 17569491 A JP17569491 A JP 17569491A JP 2669198 B2 JP2669198 B2 JP 2669198B2
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- Japan
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- mounting
- fixed
- groove
- guide rail
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/008—Systems with a plurality of bearings, e.g. four carriages supporting a slide on two parallel rails
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/02—Sliding-contact bearings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ−Ｙステージに係わ
り、ガイドレールに長手方向に交差する切込みを設け
て、長手方向おいてガイドレールが取付け面に倣うよう
になしたＸ−Ｙステージに関する。
り、ガイドレールに長手方向に交差する切込みを設け
て、長手方向おいてガイドレールが取付け面に倣うよう
になしたＸ−Ｙステージに関する。
【０００２】近年、半導体装置産業の初めとするハイテ
クノロジ（ハイテク）産業においては、ますます高精度
のＸ−Ｙステージが必要になってきている。このこと
は、ハイテク産業が極く微細なものを扱うようになって
きたため、その製造工程の各所で用いられる各種のＸ−
Ｙステージの位置決め、真直度、平面度などに高い精度
が求められているからである。
クノロジ（ハイテク）産業においては、ますます高精度
のＸ−Ｙステージが必要になってきている。このこと
は、ハイテク産業が極く微細なものを扱うようになって
きたため、その製造工程の各所で用いられる各種のＸ−
Ｙステージの位置決め、真直度、平面度などに高い精度
が求められているからである。
【０００３】一方、こうした産業分野においては、製造
装置の稼働率や能率を向上させるために、高速化の傾向
も著しい。そこで、例えば、ある位置（点）と位置
（点）の間を激しい加減速を加えて移動させながら位置
決めを行うような場合には、共振を防ぐために負荷を軽
くしたり一定にしたりするために、高精度、高剛性が求
められるようになっている。
装置の稼働率や能率を向上させるために、高速化の傾向
も著しい。そこで、例えば、ある位置（点）と位置
（点）の間を激しい加減速を加えて移動させながら位置
決めを行うような場合には、共振を防ぐために負荷を軽
くしたり一定にしたりするために、高精度、高剛性が求
められるようになっている。
【０００４】
【従来の技術】図６はＸ−Ｙステージの一例の外観斜視
図、図７は図６の要部の断面図である。図において、１
は固定テーブル、２はＸテーブル、2aはＸ下取付け面、
2bはＸ上取付け面、2cはＸモータ、2dはＸ駆動ねじ、３
はＹテーブル、3aはＹ取付け面、3bは載置台、3cはＹモ
ータ、3dはＹ駆動ねじ、４はガイドレール、4aはＶ溝、
５は滑動部材、６はレール取付け面である。
図、図７は図６の要部の断面図である。図において、１
は固定テーブル、２はＸテーブル、2aはＸ下取付け面、
2bはＸ上取付け面、2cはＸモータ、2dはＸ駆動ねじ、３
はＹテーブル、3aはＹ取付け面、3bは載置台、3cはＹモ
ータ、3dはＹ駆動ねじ、４はガイドレール、4aはＶ溝、
５は滑動部材、６はレール取付け面である。
【０００５】図６〜図７において、Ｘ−Ｙステージは、
固定テーブル１の上に、Ｘテーブル２が滑動自在に載置
され、そのＸテーブル２の上にＹテーブル３が滑動自在
に載置された構成になっている。
固定テーブル１の上に、Ｘテーブル２が滑動自在に載置
され、そのＸテーブル２の上にＹテーブル３が滑動自在
に載置された構成になっている。
【０００６】凹形形状の固定テーブル１の凹部の対向す
る内側壁および内側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型
の固定取付け面１ａには、ガイドレール４が螺着されて
いる。この固定テーブル１に被さっているＸテーブル２
の下面は逆凸形形状になっており、その凸部の背向する
外側壁および外側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型の
Ｘ下取付け面２ａには、固定テーブル１のガイドレール
４と対向するようにガイドレール４が螺着されている。
る内側壁および内側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型
の固定取付け面１ａには、ガイドレール４が螺着されて
いる。この固定テーブル１に被さっているＸテーブル２
の下面は逆凸形形状になっており、その凸部の背向する
外側壁および外側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型の
Ｘ下取付け面２ａには、固定テーブル１のガイドレール
４と対向するようにガイドレール４が螺着されている。
【０００７】そして、固定テーブル１とＸテーブル２の
両方のガイドレール４には、対向するＶ溝4aによって方
形の空間が形成される。この空間に円柱体または球体か
らなる滑動部材５が挟まっており、二つのテーブル１、
２は転動する滑動部材５を介して滑動自在に支持されて
いる。そして、Ｘモータ2cによってＸ駆動ねじ2dが回動
すると固定テーブル１の上をＸテーブル２がＸ方向に往
復移動するようになっている。
両方のガイドレール４には、対向するＶ溝4aによって方
形の空間が形成される。この空間に円柱体または球体か
らなる滑動部材５が挟まっており、二つのテーブル１、
２は転動する滑動部材５を介して滑動自在に支持されて
いる。そして、Ｘモータ2cによってＸ駆動ねじ2dが回動
すると固定テーブル１の上をＸテーブル２がＸ方向に往
復移動するようになっている。
【０００８】一方、Ｘテーブル２の上面は下面の凸部と
直交するＹ方向に凸形形状をなし、その凸部の背向する
外側壁および外側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型の
Ｘ上取付け面２ｂには、ガイドレール４が螺着されてい
る。そのＸテーブル２に被さっているＹテーブル３の下
面は逆凹形形状になっており、その凹部の対向する内側
壁および内側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型のＹ取
付け面３ａには、Ｘテーブル２のガイドレール４と対向
するようにガイドレール４が螺着されている。また、Ｙ
テーブル３の上面は、被移動物体が載る載置台３ｂにな
っている。
直交するＹ方向に凸形形状をなし、その凸部の背向する
外側壁および外側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型の
Ｘ上取付け面２ｂには、ガイドレール４が螺着されてい
る。そのＸテーブル２に被さっているＹテーブル３の下
面は逆凹形形状になっており、その凹部の対向する内側
壁および内側壁と直交する平面からなる略Ｌ字型のＹ取
付け面３ａには、Ｘテーブル２のガイドレール４と対向
するようにガイドレール４が螺着されている。また、Ｙ
テーブル３の上面は、被移動物体が載る載置台３ｂにな
っている。
【０００９】そして、固定テーブル１とＸテーブル２の
場合と同様、Ｘテーブル２とＹテーブル３の両方のガイ
ドレール４には、対向するＶ溝4aによって方形の空間が
形成される。この空間に円柱体または球体からなる滑動
部材５が挟まっており、二つのテーブル２、３は転動す
る滑動部材５を介して滑動自在に支持されている。そし
て、Ｙモータ3cによってＹ駆動ねじ3dが回動すると、Ｘ
テーブル２の上をＹテーブル３がＹ方向に往復移動する
ようになっている。
場合と同様、Ｘテーブル２とＹテーブル３の両方のガイ
ドレール４には、対向するＶ溝4aによって方形の空間が
形成される。この空間に円柱体または球体からなる滑動
部材５が挟まっており、二つのテーブル２、３は転動す
る滑動部材５を介して滑動自在に支持されている。そし
て、Ｙモータ3cによってＹ駆動ねじ3dが回動すると、Ｘ
テーブル２の上をＹテーブル３がＹ方向に往復移動する
ようになっている。
【００１０】ところで、一般に、Ｘ−Ｙステージは、固
定テーブル１の上を移動するＸテーブル２にしろ、その
Ｘテーブル２の上を移動するＹテーブル３にしろ、それ
ぞれのテーブル２、３やガイドレール４、滑動部材５な
どが機械的に組み合わされた構成になっている。従っ
て、高精度な位置決めを行うためには、それぞれの部材
に対して、要求される位置決め精度を遙かに超える高い
精度をもたせることが必要である。そのなかでもテーブ
ル２、３が移動する衝となるガイドレール４の真直度は
非常に高い精度で加工することが必要である。
定テーブル１の上を移動するＸテーブル２にしろ、その
Ｘテーブル２の上を移動するＹテーブル３にしろ、それ
ぞれのテーブル２、３やガイドレール４、滑動部材５な
どが機械的に組み合わされた構成になっている。従っ
て、高精度な位置決めを行うためには、それぞれの部材
に対して、要求される位置決め精度を遙かに超える高い
精度をもたせることが必要である。そのなかでもテーブ
ル２、３が移動する衝となるガイドレール４の真直度は
非常に高い精度で加工することが必要である。
【００１１】また、それぞれの部材の加工精度を高くす
るためには、それぞれの部材を構成する材料を剛体、つ
まり応力に対して変形しないものに近づけることが必要
である。そのために、従来のＸ−Ｙステージにおいて
は、それぞれの部材が大きくなり、しかも重くなってい
る。
るためには、それぞれの部材を構成する材料を剛体、つ
まり応力に対して変形しないものに近づけることが必要
である。そのために、従来のＸ−Ｙステージにおいて
は、それぞれの部材が大きくなり、しかも重くなってい
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、Ｘ−Ｙス
テージの位置決め精度を高くする従来の手段は、ステー
ジを構成するそれぞれの部材の加工精度を高くし、その
ためにそれぞれの部材の肉厚を大きくして高い剛性を得
ることであった。
テージの位置決め精度を高くする従来の手段は、ステー
ジを構成するそれぞれの部材の加工精度を高くし、その
ためにそれぞれの部材の肉厚を大きくして高い剛性を得
ることであった。
【００１３】ところが、こうして構成された従来のＸ−
Ｙステージは、位置決め精度はそれ相応に得られるが、
高精度、高速位置決めを行うために軽くて強い高剛性の
部材によって構成したい要請からは掛け離れたものとな
っていた。また、設計や加工に対して高度な経験が必要
であり、高価なものになっていた。
Ｙステージは、位置決め精度はそれ相応に得られるが、
高精度、高速位置決めを行うために軽くて強い高剛性の
部材によって構成したい要請からは掛け離れたものとな
っていた。また、設計や加工に対して高度な経験が必要
であり、高価なものになっていた。
【００１４】因みに、図８はＸ−Ｙステージの一例の精
度の説明図で、図８（Ａ）は図７の要部の拡大断面図、
図８（Ｂ）はピッチング精度、図８（Ｃ）はヨーイング
精度を示している。
度の説明図で、図８（Ａ）は図７の要部の拡大断面図、
図８（Ｂ）はピッチング精度、図８（Ｃ）はヨーイング
精度を示している。
【００１５】図８（Ａ）は、固定テーブルやＸテーブ
ル、Ｙテーブルなどの直交するレール取付け面６に図示
してないねじによってねじ止めされているガイドレール
４のＶ溝4aに、円柱体や球体からなる滑動部材５が衝合
している状態を示している。
ル、Ｙテーブルなどの直交するレール取付け面６に図示
してないねじによってねじ止めされているガイドレール
４のＶ溝4aに、円柱体や球体からなる滑動部材５が衝合
している状態を示している。
【００１６】いま、滑動部材５の外径公差がφＤ+0 -2μ
ｍとなるように加工する。一方、ガイドレール４の下外
壁からＶ溝4aに衝合した滑動部材５の上最外壁までの距
離をμ1 とすると、μ1 のばらつきは、テーブルのピッ
チング、つまり縦揺れを示し、ガイドレール４の左横外
壁からＶ溝4aに衝合した滑動部材５の右横最外壁までの
距離をμ2 とすると、μ2 のばらつきはテーブルのヨー
イング、つまり横揺れを示す。そして、ピッチング精
度：Δμ1 とヨーイング精度：Δμ2 が、それぞれ±0.
5 μｍになるように加工する。
ｍとなるように加工する。一方、ガイドレール４の下外
壁からＶ溝4aに衝合した滑動部材５の上最外壁までの距
離をμ1 とすると、μ1 のばらつきは、テーブルのピッ
チング、つまり縦揺れを示し、ガイドレール４の左横外
壁からＶ溝4aに衝合した滑動部材５の右横最外壁までの
距離をμ2 とすると、μ2 のばらつきはテーブルのヨー
イング、つまり横揺れを示す。そして、ピッチング精
度：Δμ1 とヨーイング精度：Δμ2 が、それぞれ±0.
5 μｍになるように加工する。
【００１７】ところが、こうして高精度に加工したガイ
ドレール４をレール取付け面６に組み込んでねじ止め
し、ピッチングとヨーイングの精度を調べてみると、１
ｍｍずつの送りピッチに対して、ピッチング精度：Δμ
1 は、図８（Ｂ）に示すように、ヨーイング精度：Δμ
2 は、図８（Ｃ）に示すように、どちらも加工精度より
も１桁大きいばらつきを生じる。この例では、何れも中
央部分に大きなばらつきが現れている。
ドレール４をレール取付け面６に組み込んでねじ止め
し、ピッチングとヨーイングの精度を調べてみると、１
ｍｍずつの送りピッチに対して、ピッチング精度：Δμ
1 は、図８（Ｂ）に示すように、ヨーイング精度：Δμ
2 は、図８（Ｃ）に示すように、どちらも加工精度より
も１桁大きいばらつきを生じる。この例では、何れも中
央部分に大きなばらつきが現れている。
【００１８】このように、特にガイドレール４は滑動部
材５が転がりながら動く案内面なので、硬くなければな
らない。そこで、例えば熱処理が必要となり、反りなど
の歪みが生じ易い。しかも、ガイドレール４の断面形状
は、Ｖ溝4aを設ける関係から方形に近い。そのために、
ガイドレール４や滑動部材５は、それなりの精度で加工
してもそれぞれのテーブルの直交するレール取付け面６
にガイドレール４を組み付けた際、レール取付け面６に
対する倣い性能が悪く、両端部が反り上がったり中央部
が膨らんだり、あるいは捩じれたりするいわゆる反りが
残ってしまう問題があった。
材５が転がりながら動く案内面なので、硬くなければな
らない。そこで、例えば熱処理が必要となり、反りなど
の歪みが生じ易い。しかも、ガイドレール４の断面形状
は、Ｖ溝4aを設ける関係から方形に近い。そのために、
ガイドレール４や滑動部材５は、それなりの精度で加工
してもそれぞれのテーブルの直交するレール取付け面６
にガイドレール４を組み付けた際、レール取付け面６に
対する倣い性能が悪く、両端部が反り上がったり中央部
が膨らんだり、あるいは捩じれたりするいわゆる反りが
残ってしまう問題があった。
【００１９】そこで本発明は、ガイドレールに長手方向
に交差する切込みを設けてガイドレールが取付け面に倣
うようになし、高性能な位置決めができるＸ−Ｙステー
ジを提供することを目的としている。
に交差する切込みを設けてガイドレールが取付け面に倣
うようになし、高性能な位置決めができるＸ−Ｙステー
ジを提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、固定
テーブルと、Ｘテーブルと、Ｙテーブルと、ガイドレー
ルと、滑動部材を有し、固定テーブルは上面が凹形状を
なし、対向する内側面および内側面と略直交する平面か
らなる固定取付け面を有するものであり、Ｘテーブルは
固定テーブルの上に重置されるものであって下面が逆凸
形状をなし、背向する外側面および外側面と略直交する
平面からなるＸ下取付け面を有し、上面が下面の凸部と
直交する凸形状をなし、背向する外側面および外側面と
略直交する平面からなるＸ上取付け面を有するものであ
り、ＹテーブルはＸテーブルの上に重置されるものであ
って下面が逆凹形状をなし、対向する内側面および内側
面と略直交する平面からなるＹ取付け面を有するもので
あり、ガイドレールは一面の長手方向に平行に刻設され
たＶ溝と、一面に直交する他面に穿設された複数の取付
け孔とを有するものであって、固定テーブルにおいては
固定取付け面にＶ溝が対向するように、Ｘテーブルにお
いてはＸ下取付け面にＶ溝が背向するように、かつ、Ｘ
上取付け面にＶ溝が背向するように、前記Ｙテーブルに
おいてはＹ取付け面にＶ溝が対向するように、それぞれ
取付け孔を通して取付けねじで固定されているものであ
り、ガイドレールは固定取付け面とＸ下取付け面、およ
びＸ上取付け面とＹ取付け面のそれぞれの対向するＶ溝
が円柱状または球状の滑動部材を挟持して、固定テーブ
ルとＸテーブル、およびＸテーブルとＹテーブルのそれ
ぞれを滑動可能に支持するものであり、 ガイドレール
が、少なくともＶ溝が刻設される一面に直交する他面の
一方の平面に切込みを有し、切込みが平面に穿設された
長手方向と交差する溝であるように構成されたＸ−Ｙス
テージによって、 または、ガイドレールが、少なくとも
Ｖ溝が刻設される一面に直交する他面の一方の平面に切
込みを有し、切込みが平面に散在する窪みであるように
構成されたＸ−Ｙステージによって、 または、上記切込
みが、Ｖ溝が刻設される一面に直交する他面のそれぞれ
の平面に穿設されるように構成されたＸ−Ｙステージに
よって解決される。
テーブルと、Ｘテーブルと、Ｙテーブルと、ガイドレー
ルと、滑動部材を有し、固定テーブルは上面が凹形状を
なし、対向する内側面および内側面と略直交する平面か
らなる固定取付け面を有するものであり、Ｘテーブルは
固定テーブルの上に重置されるものであって下面が逆凸
形状をなし、背向する外側面および外側面と略直交する
平面からなるＸ下取付け面を有し、上面が下面の凸部と
直交する凸形状をなし、背向する外側面および外側面と
略直交する平面からなるＸ上取付け面を有するものであ
り、ＹテーブルはＸテーブルの上に重置されるものであ
って下面が逆凹形状をなし、対向する内側面および内側
面と略直交する平面からなるＹ取付け面を有するもので
あり、ガイドレールは一面の長手方向に平行に刻設され
たＶ溝と、一面に直交する他面に穿設された複数の取付
け孔とを有するものであって、固定テーブルにおいては
固定取付け面にＶ溝が対向するように、Ｘテーブルにお
いてはＸ下取付け面にＶ溝が背向するように、かつ、Ｘ
上取付け面にＶ溝が背向するように、前記Ｙテーブルに
おいてはＹ取付け面にＶ溝が対向するように、それぞれ
取付け孔を通して取付けねじで固定されているものであ
り、ガイドレールは固定取付け面とＸ下取付け面、およ
びＸ上取付け面とＹ取付け面のそれぞれの対向するＶ溝
が円柱状または球状の滑動部材を挟持して、固定テーブ
ルとＸテーブル、およびＸテーブルとＹテーブルのそれ
ぞれを滑動可能に支持するものであり、 ガイドレール
が、少なくともＶ溝が刻設される一面に直交する他面の
一方の平面に切込みを有し、切込みが平面に穿設された
長手方向と交差する溝であるように構成されたＸ−Ｙス
テージによって、 または、ガイドレールが、少なくとも
Ｖ溝が刻設される一面に直交する他面の一方の平面に切
込みを有し、切込みが平面に散在する窪みであるように
構成されたＸ−Ｙステージによって、 または、上記切込
みが、Ｖ溝が刻設される一面に直交する他面のそれぞれ
の平面に穿設されるように構成されたＸ−Ｙステージに
よって解決される。
【００２１】
【作用】従来のＸ−Ｙステージにおいては、位置決め精
度をよくするために、テーブルにしてもガイドレールに
しても、肉厚を大きくして応力に対して変形しないいわ
ゆる剛体になるように加工していたのに対して、本発明
においては、ガイドレールについては剛性を落としてテ
ーブルに倣わせるようにし、さらに、大きな剛性を必要
としないことで軽量化を可能にしている。
度をよくするために、テーブルにしてもガイドレールに
しても、肉厚を大きくして応力に対して変形しないいわ
ゆる剛体になるように加工していたのに対して、本発明
においては、ガイドレールについては剛性を落としてテ
ーブルに倣わせるようにし、さらに、大きな剛性を必要
としないことで軽量化を可能にしている。
【００２２】すなわち、ガイドレールには、切込みを長
手方向と交差するように少なくとも一つ設け、長手方向
の応力がかかった場合に切込みを設けた面に対して垂直
な方向で変形する特性をもたせるようにしている。そし
て、所定の精度で加工した固定とＸとＹのそれぞれのテ
ーブルの取付け面にガイドレールをねじによってねじ止
めした際、ガイドレールがそれぞれの取付け面に倣うよ
うにしている。
手方向と交差するように少なくとも一つ設け、長手方向
の応力がかかった場合に切込みを設けた面に対して垂直
な方向で変形する特性をもたせるようにしている。そし
て、所定の精度で加工した固定とＸとＹのそれぞれのテ
ーブルの取付け面にガイドレールをねじによってねじ止
めした際、ガイドレールがそれぞれの取付け面に倣うよ
うにしている。
【００２３】こうすると、ガイドレール自体の剛性は落
ちるが、剛性を有するテーブルに倣うように取り付けら
れるため、ガイドレール自体の反りによる位置決め精度
の低下を防ぐことができるばかりでなく、ガイドレール
としての機能を損なわずに軽くすることができるので、
高速位置決めに対しても効果的である。
ちるが、剛性を有するテーブルに倣うように取り付けら
れるため、ガイドレール自体の反りによる位置決め精度
の低下を防ぐことができるばかりでなく、ガイドレール
としての機能を損なわずに軽くすることができるので、
高速位置決めに対しても効果的である。
【００２４】
【実施例】図１は本発明の第一の実施例の斜視図、図２
は図１の要部の拡大斜視図、図３は図１の効果を示す説
明図、図４は本発明の第二の実施例の要部の拡大斜視
図、図５は本発明の第三の実施例の要部の拡大斜視図で
ある。図において、１は固定テーブル、１ａは固定取付
け面、２はＸテーブル、２ａはＸ下取付け面、２ｂはＸ
上取付け面、３はＹテーブル、３ａはＹ取付け面、４は
ガイドレール、４ａはＶ溝、４ｂは切込み、４ｃは取付
け孔、４ｄは取付けねじ、５は滑動部材である。 実施例：１ 図１〜図２において、ガイドレール４の上壁面には、長
手方向と交差する溝からなる切込み４ｂが適宜設けられ
ている。こゝでは、取付けねじ４ｄによってねじ止めす
る複数個の取付け孔４ｃの中間部に設けている。こうす
ると、ガイドレール４に対して、切込み４ｂを設けた面
に対して垂直方向、すなわち図では上下方向に適宜撓む
特性をもたせることができるようになる。固定テーブル
１の固定取付け面１ａと、Ｘテーブル２のＸ下取付け面
２ａとＸ上取付け面２ｂと、Ｙテーブル３のＹ取付け面
３ａとのそれぞれは、略Ｌ字型の直交した二つの面から
なり、水平方向の面に図示してないがねじ孔が設けてあ
る。そして、ガイドレール４をそれぞれの取付け面１
ａ、２ａ、２ｂ、３ａに衝合し、取付け孔４ｃを通して
取付けねじ４ｄによってねじ止めする。
は図１の要部の拡大斜視図、図３は図１の効果を示す説
明図、図４は本発明の第二の実施例の要部の拡大斜視
図、図５は本発明の第三の実施例の要部の拡大斜視図で
ある。図において、１は固定テーブル、１ａは固定取付
け面、２はＸテーブル、２ａはＸ下取付け面、２ｂはＸ
上取付け面、３はＹテーブル、３ａはＹ取付け面、４は
ガイドレール、４ａはＶ溝、４ｂは切込み、４ｃは取付
け孔、４ｄは取付けねじ、５は滑動部材である。 実施例：１ 図１〜図２において、ガイドレール４の上壁面には、長
手方向と交差する溝からなる切込み４ｂが適宜設けられ
ている。こゝでは、取付けねじ４ｄによってねじ止めす
る複数個の取付け孔４ｃの中間部に設けている。こうす
ると、ガイドレール４に対して、切込み４ｂを設けた面
に対して垂直方向、すなわち図では上下方向に適宜撓む
特性をもたせることができるようになる。固定テーブル
１の固定取付け面１ａと、Ｘテーブル２のＸ下取付け面
２ａとＸ上取付け面２ｂと、Ｙテーブル３のＹ取付け面
３ａとのそれぞれは、略Ｌ字型の直交した二つの面から
なり、水平方向の面に図示してないがねじ孔が設けてあ
る。そして、ガイドレール４をそれぞれの取付け面１
ａ、２ａ、２ｂ、３ａに衝合し、取付け孔４ｃを通して
取付けねじ４ｄによってねじ止めする。
【００２５】従って、所定の精度に加工された、固定テ
ーブル１の固定取付け面1aと、Ｘテーブル２のＸ下取付
け面2aとＸ上取付け面2bと、Ｙテーブル３のＹ取付け面
3aのそれぞれにガイドレール４をねじ止めすると、ガイ
ドレール４をそれぞれの取付け面1a、2a、2b、3aによく
倣わせることができるようになる。
ーブル１の固定取付け面1aと、Ｘテーブル２のＸ下取付
け面2aとＸ上取付け面2bと、Ｙテーブル３のＹ取付け面
3aのそれぞれにガイドレール４をねじ止めすると、ガイ
ドレール４をそれぞれの取付け面1a、2a、2b、3aによく
倣わせることができるようになる。
【００２６】こうして、従来どおり対向するガイドレー
ル４のＶ溝4aに円柱状ないし球状の滑動部材５を挟み込
んで、固定テーブル１の上にＸテーブル２を滑動可能に
重置し、Ｘテーブル２の上にＹテーブル３を滑動可能に
重置すれば、本発明になるＸ−Ｙステージができあが
る。
ル４のＶ溝4aに円柱状ないし球状の滑動部材５を挟み込
んで、固定テーブル１の上にＸテーブル２を滑動可能に
重置し、Ｘテーブル２の上にＹテーブル３を滑動可能に
重置すれば、本発明になるＸ−Ｙステージができあが
る。
【００２７】こうして構成されたＸ−Ｙステージは、ガ
イドレール４がそれぞれの取付け面1a、2a、2b、3aによ
く倣っているので、従来のようなガイドレール４が反っ
てピッチング精度やヨーイング精度などが損なわれるた
めに精度のよい位置決めができ難かった欠点を取り除く
ことができる。
イドレール４がそれぞれの取付け面1a、2a、2b、3aによ
く倣っているので、従来のようなガイドレール４が反っ
てピッチング精度やヨーイング精度などが損なわれるた
めに精度のよい位置決めができ難かった欠点を取り除く
ことができる。
【００２８】この効果を図３によって説明すると、図８
（Ａ）に示したと同様に± 0.5μｍの加工精度で作った
ガイドレール４を固定テーブル１の固定取付け面1aとＸ
テーブル２のＸ下取付け面2aにねじ止めして、ピッチン
グ精度：Δμ1 とヨーイング精度：Δμ2 をそれぞれ調
べたところ、Δμ1 は図３（Ａ）に実線で示したよう
に、Δμ2 は図３（Ｂ）に示したように、当初の加工精
度を損なわないよい効果が確認できた。因みに破線は比
較のために示したもので、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示した
従来例である。
（Ａ）に示したと同様に± 0.5μｍの加工精度で作った
ガイドレール４を固定テーブル１の固定取付け面1aとＸ
テーブル２のＸ下取付け面2aにねじ止めして、ピッチン
グ精度：Δμ1 とヨーイング精度：Δμ2 をそれぞれ調
べたところ、Δμ1 は図３（Ａ）に実線で示したよう
に、Δμ2 は図３（Ｂ）に示したように、当初の加工精
度を損なわないよい効果が確認できた。因みに破線は比
較のために示したもので、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示した
従来例である。
【００２９】実施例：２ 図４において、ガイドレール４の上下のそれぞれの壁面
には、長手方向と交差する溝からなる切込み4bが適宜設
けられている。こゝでは、実施例１と同様図示してない
それぞれの取付け面1a、2a、2b、3aにねじ止めする複数
個の取付け孔4cの中間部に設けている。
には、長手方向と交差する溝からなる切込み4bが適宜設
けられている。こゝでは、実施例１と同様図示してない
それぞれの取付け面1a、2a、2b、3aにねじ止めする複数
個の取付け孔4cの中間部に設けている。
【００３０】このような切込み４Ｂは、ガイドレール４
の断面形状が大きくて実施例１のような上壁面だけの切
込み４ｂでは十分に撓む特性が得難い場合に効果的であ
る。そして、所定の加工精度で作ったガイドレール４を
図示してないそれぞれの取付け面１ａ、２ａ、２ｂ、３
ａにねじ止めしたとき、ピッチング精度やヨーイング精
度が当初の加工精度を損なわないことが確認できた。
の断面形状が大きくて実施例１のような上壁面だけの切
込み４ｂでは十分に撓む特性が得難い場合に効果的であ
る。そして、所定の加工精度で作ったガイドレール４を
図示してないそれぞれの取付け面１ａ、２ａ、２ｂ、３
ａにねじ止めしたとき、ピッチング精度やヨーイング精
度が当初の加工精度を損なわないことが確認できた。
【００３１】実施例：３ 図５において、ガイドレール４の上下の壁面には、適宜
散在する窪みからなる切込み４ｂを設けた構成になって
いる。こうすると、ガイドレール４には切込み４ｂを設
けた面に対して垂直方向、すなわち図では上下方向に適
宜撓む特性をもたせることができるばかりでなく、ガイ
ドレール４の機能を損なうことなく軽量にすることがで
きる。
散在する窪みからなる切込み４ｂを設けた構成になって
いる。こうすると、ガイドレール４には切込み４ｂを設
けた面に対して垂直方向、すなわち図では上下方向に適
宜撓む特性をもたせることができるばかりでなく、ガイ
ドレール４の機能を損なうことなく軽量にすることがで
きる。
【００３２】その結果、所定の加工精度で作ったガイド
レール４を図示してないそれぞれの取付け面1a、2a、2
b、3aにねじ止めしたとき、ピッチング精度やヨーイン
グ精度が当初の加工精度を損なわないばかりでなく、軽
くなることによってそれぞれのステージの高速動作、高
速位置決めに対してもより効果的である。
レール４を図示してないそれぞれの取付け面1a、2a、2
b、3aにねじ止めしたとき、ピッチング精度やヨーイン
グ精度が当初の加工精度を損なわないばかりでなく、軽
くなることによってそれぞれのステージの高速動作、高
速位置決めに対してもより効果的である。
【００３３】こうして得られた本発明になるＸ−Ｙステ
ージを、同一加工精度の従来のＸ−Ｙステージと位置決
め精度を比較してピッチング精度やヨーイング精度など
が１桁よくなることが確認できた。また、ガイドレール
４の重量を５〜20％軽くすることによって、高速動作性
を15％以上改善できることも確認できた。
ージを、同一加工精度の従来のＸ−Ｙステージと位置決
め精度を比較してピッチング精度やヨーイング精度など
が１桁よくなることが確認できた。また、ガイドレール
４の重量を５〜20％軽くすることによって、高速動作性
を15％以上改善できることも確認できた。
【００３４】ガイドレール４のどの位置に、どんな形状
の切込み4bを何個設けるかについては、ガイドレール４
の断面形状や長さ、およびどの程度の位置決め精度が欲
しいかによって種々の変形が可能である。
の切込み4bを何個設けるかについては、ガイドレール４
の断面形状や長さ、およびどの程度の位置決め精度が欲
しいかによって種々の変形が可能である。
【００３５】
【発明の効果】位置決め精度をよくするために、テーブ
ルやガイドレールを剛体になるよう加工していた従来の
Ｘ−Ｙステージに対して、本発明においては、ガイドレ
ールに切込みを設けて、切込みを設けた面に対して垂直
な方向の剛性を小さくし、それぞれのテーブルの取付け
面に倣うようにしている。
ルやガイドレールを剛体になるよう加工していた従来の
Ｘ−Ｙステージに対して、本発明においては、ガイドレ
ールに切込みを設けて、切込みを設けた面に対して垂直
な方向の剛性を小さくし、それぞれのテーブルの取付け
面に倣うようにしている。
【００３６】そうすると、ガイドレールが反ってピッチ
ング精度やヨーイング精度が低下することを防ぐことが
できるばかりでなく、切込みを設けた分だけ軽量化でき
るので、高速位置決めに対しても効果を発揮する。
ング精度やヨーイング精度が低下することを防ぐことが
できるばかりでなく、切込みを設けた分だけ軽量化でき
るので、高速位置決めに対しても効果を発揮する。
【００３７】従って、加工精度に頼って高価になり、か
つ重く作られていた従来のＸ−Ｙステージの性能を、本
発明によれば簡便な手段によって桁違いに向上させるこ
とができる。その結果、ハイテク分野でますます重要性
が増しているＸ−Ｙステージの性能向上に対して、本発
明に寄与するところが大である。
つ重く作られていた従来のＸ−Ｙステージの性能を、本
発明によれば簡便な手段によって桁違いに向上させるこ
とができる。その結果、ハイテク分野でますます重要性
が増しているＸ−Ｙステージの性能向上に対して、本発
明に寄与するところが大である。
【図１】 本発明の第一の実施例の斜視図である。
【図２】 図１の要部の拡大斜視図である。
【図３】 図１の効果を示す説明図で、（Ａ）はピッチ
ング精度、（Ｂ）はヨーイング精度である。
ング精度、（Ｂ）はヨーイング精度である。
【図４】 本発明の第二の実施例の要部の拡大斜視図で
ある。
ある。
【図５】 本発明の第三の実施例の要部の拡大斜視図で
ある。
ある。
【図６】 Ｘ−Ｙステージの一例の外観斜視図である。
【図７】 図６の要部の断面図である。
【図８】 Ｘ−Ｙステージの一例の精度の説明図で、
（Ａ）は図７の要部の拡大断面図、（Ｂ）はピッチング
精度、（Ｃ）はヨーイング精度である。
（Ａ）は図７の要部の拡大断面図、（Ｂ）はピッチング
精度、（Ｃ）はヨーイング精度である。
１ 固定テーブル 1a 固定取付け面 ２ Ｘテーブル 2a Ｘ下取付け面 2b
Ｘ上取付け面 ３ Ｙテーブル 3a Ｙ取付け面 ４ ガイドレール 4a Ｖ溝 4b
切込み4c 取付け孔 4d 取付けねじ ５ 滑動部材
Ｘ上取付け面 ３ Ｙテーブル 3a Ｙ取付け面 ４ ガイドレール 4a Ｖ溝 4b
切込み4c 取付け孔 4d 取付けねじ ５ 滑動部材
Claims (3)
- 【請求項１】 固定テーブル（１）と、Ｘテーブル
（２）と、Ｙテーブル（３）と、ガイドレール（４）
と、滑動部材（５）を有し、 前記固定テーブル（１）は、上面が凹形状をなし、対向
する内側面および該内側面と略直交する平面からなる固
定取付け面（１ａ）を有するものであり、 前記Ｘテーブル（２）は、前記固定テーブル（１）の上
に重置されるものであって、下面が逆凸形状をなし、背
向する外側面および該外側面と略直交する平面からなる
Ｘ下取付け面（２ａ）を有し、上面が下面の凸部と直交
する凸形状をなし、背向する外側面および該外側面と略
直交する平面からなるＸ上取付け面（２ｂ）を有するも
のであり、 前記Ｙテーブル（３）は、前記Ｘテーブル（２）の上に
重置されるものであって、下面が逆凹形状をなし、対向
する内側面および該内側面と略直交する平面からなるＹ
取付け面（３ａ）を有するものであり、 前記ガイドレール（４）は、一面の長手方向に平行に刻
設されたＶ溝（４ａ）と、該一面に直交する他面に穿設
された複数の取付け孔（４ｃ）とを有するものであっ
て、前記固定テーブル（１）においては、固定取付け面
（１ａ）に該Ｖ溝（４ａ）が対向するように、前記Ｘテ
ーブル（２）においては、Ｘ下取付け面（２ａ）に該Ｖ
溝（４ａ）が背向するように、かつ、Ｘ上取付け面（２
ｂ）に該Ｖ溝（４ａ）が背向するように、前記Ｙテーブ
ル（３）においては、Ｙ取付け面（３ａ）に該Ｖ溝（４
ａ）が対向するように、それぞれ該取付け孔（４ｃ）を
通して取付けねじ（４ｄ）で固定されているものであ
り、 前記ガイドレール（４）は、前記固定取付け面（１ａ）
と前記Ｘ下取付け面（２ａ）、および前記Ｘ上取付け面
（２ｂ）と前記Ｙ取付け面（３ａ）のそれぞれの対向す
る該Ｖ溝（４ａ）が円柱状または球状の滑動部材（５）
を挟持して、前記固定テーブル（１）とＸテーブル
（２）、およびＸテーブル（２）とＹテーブル（３）の
それぞれを滑動可能に支持するものであり、 前記ガイドレール（４）は、少なくとも前記Ｖ溝（４
ａ）が刻設される前記一面に直交する他面の一方の平面
に切込み（４ｂ）を有し、該切込み（４ｂ）が該平面に
穿設された長手方向と交差する溝からなることを特徴と
するＸ−Ｙステージ。 - 【請求項２】 固定テーブル（１）と、Ｘテーブル
（２）と、Ｙテーブル（３）と、ガイドレール（４）
と、滑動部材（５）を有し、 前記固定テーブル（１）は、上面が凹形状をなし、対向
する内側面および該内側面と略直交する平面からなる固
定取付け面（１ａ）を有するものであり、 前記Ｘテーブル（２）は、前記固定テーブル（１）の上
に重置されるものであって、下面が逆凸形状をなし、背
向する外側面および該外側面と略直交する平面からなる
Ｘ下取付け面（２ａ）を有し、上面が下面の凸部と直交
する凸形状をなし、背向する外側面および該外側面と略
直交する平面からなるＸ上取付け面（２ｂ）を有するも
のであり、 前記Ｙテーブル（３）は、前記Ｘテーブル（２）の上に
重置されるものであって、下面が逆凹形状をなし、対向
する内側面および該内側面と略直交する平面からなるＹ
取付け面（３ａ）を有するものであり、 前記ガイドレール（４）は、一面の長手方向に平行に刻
設されたＶ溝（４ａ）と、該一面に直交する他面に穿設
された複数の取付け孔（４ｃ）とを有するものであっ
て、前記固定テーブル（１）においては、固定取付け面
（１ａ）に該Ｖ溝（４ａ）が対向するように、前記Ｘテ
ーブル（２）においては、Ｘ下取付け面（２ａ）に該Ｖ
溝（４ａ）が背向するように、かつ、Ｘ上取付け面（２
ｂ）に該Ｖ溝（４ａ）が背向するように、前記Ｙテーブ
ル（３）においては、Ｙ取付け面（３ａ）に該Ｖ溝（４
ａ）が対向するように、それぞれ該取付け孔（４ｃ）を
通して取付けねじ（４ｄ）で固定されているものであ
り、 前記ガイドレール（４）は、前記固定取付け面（１ａ）
と前記Ｘ下取付け面（２ａ）、および前記Ｘ上取付け面
（２ｂ）と前記Ｙ取付け面（３ａ）のそれぞれの対向す
る該Ｖ溝（４ａ）が円柱状または球状の滑動部材（５）
を挟持して、前記固定テーブル（１）とＸテーブル
（２）、およびＸテーブル（２）とＹテーブル（３）の
それぞれを滑動可能に支持するものであり、 前記ガイドレール（４）は、少なくとも前記Ｖ溝（４
ａ）が刻設される前記一面に直交する他面の一方の平面
に切込み（４ｂ）を有し、該切込み（４ｂ）が該平面に
散在する窪みからなる ことを特徴とするＸ−Ｙステー
ジ。 - 【請求項３】 前記切込み（４ｂ）が、前記Ｖ溝（４
ａ）が刻設される前記一面に直交する他面のそれぞれの
平面に穿設されている ことを特徴とする請求項１または
２に記載のＸ−Ｙステージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17569491A JP2669198B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | Ｘ−ｙステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17569491A JP2669198B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | Ｘ−ｙステージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523937A JPH0523937A (ja) | 1993-02-02 |
| JP2669198B2 true JP2669198B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=16000614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17569491A Expired - Fee Related JP2669198B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | Ｘ−ｙステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669198B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101689505B1 (ko) * | 2016-06-27 | 2016-12-23 | 신정욱 | 스테이지 장치 |
| TWI703276B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-09-01 | 全研科技有限公司 | 高荷重滑軌結構 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100974874B1 (ko) * | 2008-05-02 | 2010-08-11 | 한국생산기술연구원 | 중앙에 구동부가 구비된 나노스테이지 |
| CN102661322B (zh) * | 2012-05-24 | 2016-02-24 | 浙江得利亚自动化制造有限公司 | 一种十字滚动导轨滑块座 |
| CN114473619B (zh) * | 2022-04-01 | 2022-12-09 | 温岭市科宇自动化设备有限公司 | 高低轨结合车铣复合机床 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP17569491A patent/JP2669198B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101689505B1 (ko) * | 2016-06-27 | 2016-12-23 | 신정욱 | 스테이지 장치 |
| TWI703276B (zh) * | 2018-05-31 | 2020-09-01 | 全研科技有限公司 | 高荷重滑軌結構 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0523937A (ja) | 1993-02-02 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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