JP2775917B2 - Linear motion guide mechanism - Google Patents
Linear motion guide mechanismInfo
- Publication number
- JP2775917B2 JP2775917B2 JP1291888A JP29188889A JP2775917B2 JP 2775917 B2 JP2775917 B2 JP 2775917B2 JP 1291888 A JP1291888 A JP 1291888A JP 29188889 A JP29188889 A JP 29188889A JP 2775917 B2 JP2775917 B2 JP 2775917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- bed
- lever
- rolling
- linear motion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Support Of The Bearing (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は直線移動装置の移動案内機構に関し、とくに
半導体製造装置などの超精密位置決めを必要とするもの
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a movement guide mechanism of a linear moving device, and particularly to a device requiring ultra-precision positioning such as a semiconductor manufacturing device.
［従来の技術］ 従来、精密工作機械のテーブルなどの摺動部に設けら
れる直線運動案内機構はボールとボールガイドによって
構成され、ボールとボールガイドの間に遊びができない
ようにテーブルの進行方向および進行方向に直角方向に
予圧をかけている。また、テーブルとボールガイドとの
間にピエゾ素子により作動させる圧電アクチュエータを
設け、ピエゾ素子に加える電圧を制御して、予圧を切削
抵抗の変化などに応じて変えることにより、位置決め精
度を維持するようにしたものが開示されている（例えば
特開昭63−318313号公報）。[Prior Art] Conventionally, a linear motion guide mechanism provided on a sliding portion such as a table of a precision machine tool is composed of a ball and a ball guide. Preload is applied at right angles to the direction of travel. Also, a piezoelectric actuator operated by a piezo element is provided between the table and the ball guide, and the voltage applied to the piezo element is controlled to maintain the positioning accuracy by changing the preload according to a change in cutting resistance. (For example, JP-A-63-318313).
［発明が解決しようとする課題］ ところが、位置決め精度がミクロンオーダになると、
予圧の変化量が精度に大きく影響する。予圧の変化量を
大きくするとボールがボールガイドに損傷を与えること
があり、予圧の変化量を小さくすると、ボールとボール
ガイドとの間の空隙が大きくなってガタが生じ、ピエゾ
素子に加える電圧の制御が難しいなどの欠点があった。[Problems to be solved by the invention] However, when the positioning accuracy is on the order of microns,
The amount of change in preload greatly affects accuracy. If the amount of change in the preload is increased, the ball may damage the ball guide.If the amount of change in the preload is reduced, the gap between the ball and the ball guide becomes large, causing play, and the voltage applied to the piezo element is reduced. There were drawbacks such as difficult control.
本発明は、ボールまたはボールガイドの弾性変形を利
用して高精度の位置決めを可能にした直線運動案内機構
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear motion guide mechanism which enables high-precision positioning by utilizing elastic deformation of a ball or a ball guide.
［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するため、本発明は、ベッドの長手方
向に移動しうるテーブルと、前記ベッドの上部にボール
が転動する転動溝を備え、かつ前記ベッドの長手方向に
沿って設けられたボールガイドと、前記テーブルの下部
に設けられたボールを保持して転動させる転動溝を備え
たボールホルダと、前記テーブルに前記ボールホルダを
前記ボールガイドの方向に押圧するように設けられた圧
電アクチュエータとを備えた直線運動案内機構におい
て、前記ボールの表面を縦弾性係数の低い材料で被覆す
るようにしたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides a table movable in the longitudinal direction of a bed, a rolling groove on an upper portion of the bed for rolling balls, and the bed A ball guide provided along the longitudinal direction of the ball, a ball holder provided with a rolling groove for holding and rolling a ball provided at a lower portion of the table, and a ball guide provided on the table with the ball holder. In a linear motion guide mechanism provided with a piezoelectric actuator provided so as to press in the direction, a surface of the ball is covered with a material having a low longitudinal elastic modulus.
また、前記ボールを中空構造にしたものである。 Further, the ball has a hollow structure.
またさらに、前記ボールホルダーのボールに近接する
複数の位置にレバーを設け、前記レバーの中央部をボー
ルに接触させるとともに、前記レバーの一方端を前記テ
ーブルに設けられた前記ボールホルダに固定させ、前記
レバーの他方端を他の前記レバーの他方端とリンク結合
し、前記リンク結合点を圧電アクチュエータにより前記
ボールガイドの方向に押圧して前記レバーを均一に弾性
変形させるように構成したものである。Still further, a lever is provided at a plurality of positions near the ball of the ball holder, and a central portion of the lever is brought into contact with the ball, and one end of the lever is fixed to the ball holder provided on the table, The other end of the lever is linked to the other end of the other lever, and the link connection point is pressed in the direction of the ball guide by a piezoelectric actuator to uniformly elastically deform the lever. .
［作用］ ボールまたはボールガイドを弾性変形し易い材質によ
り構成してあるので、予圧力を加えながらテーブルを移
動させると、予圧力の作用によるボールまたはボールガ
イドの増大した弾性変形量だけテーブルの移動を制御す
る距離が大きくなる。その間に、圧縮力の反力を受けな
がらテーブルの位置決め制御を行うので、テーブルの位
置決め精度を高く維持することができる。[Operation] Since the ball or the ball guide is made of a material which is easily elastically deformed, if the table is moved while applying a preload, the table is moved by an increased amount of elastic deformation of the ball or the ball guide due to the action of the preload. The distance to control is increased. In the meantime, since the positioning control of the table is performed while receiving the reaction force of the compression force, the positioning accuracy of the table can be kept high.
［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described.
第１図は本発明の実施例を示す正面図で、テーブル１
がベッド２の上部に設けられ、ベッド２の上部両側には
ボール３、３′が転動する転動溝41、41′を備え、ベッ
ド２の長手方向に沿ってボールガイド4,4′が設けられ
ている。テーブル１の下部に設けられた収納溝11にはボ
ール3,3′を保持して転動させる転動溝31、31′を備え
たボールホルダ32、32′が設けられ、テーブル１の移動
方向に対し直角方向に摺動しうるようにしてある。した
がって、テーブル１はボール３、３′およびボールホル
ダ32、32′ならびにボールガイド４、４′によって支持
されている。ボール３、３′は比較的弾性変形量の大き
い、すなわち縦弾性係数の小さい材料により構成されて
いる。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
Are provided on the upper part of the bed 2 and rolling grooves 41, 41 'for rolling the balls 3, 3' are provided on both sides of the upper part of the bed 2, and ball guides 4, 4 'are provided along the longitudinal direction of the bed 2. Is provided. Ball holders 32, 32 'having rolling grooves 31, 31' for holding and rolling the balls 3, 3 'are provided in a storage groove 11 provided at a lower portion of the table 1, and a moving direction of the table 1 is provided. To be slidable in a direction perpendicular to. Therefore, the table 1 is supported by the balls 3, 3 'and the ball holders 32, 32' and the ball guides 4, 4 '. The balls 3, 3 'are made of a material having a relatively large elastic deformation, that is, a material having a small longitudinal elastic coefficient.
収納溝11の底部には複数個積層されたピエゾ素子から
なる圧電アクチュエータ５を収納した固定溝12が設けら
れている。圧電アクチュエータ５に電圧を印加すること
により圧電アクチュエータ５が伸び、ボールホルダ32を
ボールガイド４の方向に押し付け、ボール３とボールガ
イド４との間に予圧を加えるようにしてある。At the bottom of the storage groove 11, there is provided a fixed groove 12 for storing the piezoelectric actuator 5 composed of a plurality of stacked piezoelectric elements. When a voltage is applied to the piezoelectric actuator 5, the piezoelectric actuator 5 is extended, the ball holder 32 is pressed in the direction of the ball guide 4, and a preload is applied between the ball 3 and the ball guide 4.
ベッド２の中央部にはリニアモータ６の固定子61が設
けられ、テーブル１の下部中央部には固定子61に空隙を
介して対向する移動子62が設けられ、テーブル１をベッ
ド２の長手方向に直線駆動するようにしてある。A stator 61 of the linear motor 6 is provided at the center of the bed 2, and a moving member 62 facing the stator 61 via a gap is provided at the lower center of the table 1. It is driven linearly in the direction.
テーブル１の移動位置は、第２図に示すように、レー
ザ変位計７によって検出されるようにしてある。レーザ
変位計７はテーブル１に取り付けられた干渉計71と、ベ
ッド２の一端に取り付けられた反射鏡72とベッド２の外
部に設けられたレシーバ73によって構成されている。レ
ーザ変位計７のテーブル位置検出信号は制御ユニット８
に送られ、制御ユニット８により圧電アクチュエータ５
に印加する電圧が制御されるようにしてある。The moving position of the table 1 is detected by a laser displacement meter 7 as shown in FIG. The laser displacement meter 7 includes an interferometer 71 attached to the table 1, a reflecting mirror 72 attached to one end of the bed 2, and a receiver 73 provided outside the bed 2. The table position detection signal of the laser displacement meter 7 is transmitted to the control unit 8
To the piezoelectric actuator 5 by the control unit 8.
Is controlled.
なお、制御ユニット８にはレーザ変位計７のテーブル
位置検出値とテーブル１の停止位置設定器81の出力との
偏差に対し、ゲインを逓倍する関数発生器82と増幅器83
が設けられている。ボールが線形バネ系の場合は直線的
に変化する関数発生器が使用され、ボールが非線形バネ
系の場合は２次曲線等の曲線状に変化する関数発生器が
使用され、圧電アクチュエータ５により与えられる予圧
が常に直線的に変化するようにしてある。The control unit 8 has a function generator 82 for multiplying a gain and an amplifier 83 for a deviation between the detected value of the table position of the laser displacement meter 7 and the output of the stop position setting device 81 of the table 1.
Is provided. When the ball is a linear spring system, a function generator that changes linearly is used. When the ball is a non-linear spring system, a function generator that changes like a quadratic curve is used. The preload applied always changes linearly.
テーブル１を所要の位置に比較的早い速度（粗動）に
より移動する場合、まず、圧電アクチュエータ５に印加
する電圧を小さくしてボール３とボールガイド４との間
の予圧を小さくし、ボール３が容易に転動しうる状態に
する。この状態で固定子コイル63に通電し、テーブル１
を移動する。この時、ボール３は第３図（ａ）に示すよ
うに、あまり変形せずに転動するため、テーブルに働く
摩擦力は非常に小さく、テーブル１は小さな推力で高速
に移動することができる。When the table 1 is moved to a required position at a relatively high speed (coarse movement), first, the voltage applied to the piezoelectric actuator 5 is reduced to reduce the preload between the ball 3 and the ball guide 4 so that the ball 3 In a state where it can easily roll. In this state, the stator coil 63 is energized and the table 1
To move. At this time, as shown in FIG. 3 (a), since the ball 3 rolls without being deformed so much, the frictional force acting on the table is very small, and the table 1 can move at high speed with a small thrust. .
レーザ変位計７によりテーブル１の位置が目標位置に
対して予め停止位置設定器81に設定した距離、例えば数
マイクロメートル以内、あるいは数十ナノメートル以内
という範囲に入ると、テーブル１を微動させるため、圧
電アクチュエータ５に印加する電圧を大きくして圧電ア
クチュエータ５を伸張させ、ボール３とボールガイド４
との間の予圧を増大させる。When the position of the table 1 is set in advance by the laser displacement meter 7 with respect to a target position within a range set in the stop position setting device 81 in advance, for example, within a range of several micrometers or tens of nanometers, the table 1 is finely moved. The voltage applied to the piezoelectric actuator 5 is increased to extend the piezoelectric actuator 5, and the ball 3 and the ball guide 4
Increase the preload between
すると、第３図（ｂ）に示すように、ボールホルダ32
およびボールガイド４のボール３との接触面Ｓとボール
３とが互いに強い力で押圧されてボール３に弾性変形を
起こす。Then, as shown in FIG. 3 (b), the ball holder 32
In addition, the contact surface S of the ball guide 4 with the ball 3 and the ball 3 are pressed against each other by a strong force, and the ball 3 is elastically deformed.
この時の接触面Ｓとボール３の接近量δ０と、ひずみ
円直径ａは、接触面Ｓとボール３の縦弾性係数Ｅが同じ
場合、次の式で与えられる（曽田範宗著、岩波全書257
「軸受」より）。At this time, the approaching distance δ 0 between the contact surface S and the ball 3 and the strain circle diameter a are given by the following equations when the contact surface S and the longitudinal elastic modulus E of the ball 3 are the same (Noriyoshi Soda, Iwanami Whole book 257
From "Bearing").
δ０＝1.23（P2/E2r）1/3［cm］ ａ＝2.22（Pr/E）1/3［cm］ …（１） ここで、P:押付け圧力（予圧力） E:縦弾性係数（ヤング率） r:ボールの半径 ボール３の接触面Ｓへのくい込み量δは、 ０＜δ＜δ０ の範囲にあり、一般的に次の式（２）で表わされる。た
だしくい込み量δは接触面Ｓの弾性限界内とする。δ 0 = 1.23 (P 2 / E 2 r) 1/3 [cm] a = 2.22 (Pr / E) 1/3 [cm] (1) where P: pressing pressure (preload) E: vertical elastic modulus (Young's modulus) r: the bite amount [delta] of the contact surface S of the radius balls 3 of the ball is in the range of 0 <δ <δ 0, it is generally expressed by the following equation (2). However, the penetration amount δ is within the elastic limit of the contact surface S.
δ＝C1（P2/E2r）1/3 …（２） ここで、C1:定数 この状態で、テーブル１に推力を加えると、転動体で
あるボール３は強く押圧されて第４図（ａ）に示すよう
に、ボール３の移動方向前面Ｓ′と、それに接している
接触面Ｓの移動方向前面Ｓ″とに、移動方向に向いた圧
縮力が発生する。この圧縮力によって弾性体であるボー
ル３と接触面Ｓとが弾性変形する。δ = C 1 (P 2 / E 2 r) 1/3 (2) where C 1 : constant In this state, when a thrust is applied to the table 1, the ball 3 as a rolling element is strongly pressed, and As shown in Fig. 4 (a), a compressive force directed in the moving direction is generated on the front surface S 'in the moving direction of the ball 3 and the front surface S "in the moving direction of the contact surface S in contact therewith. Thereby, the ball 3 which is an elastic body and the contact surface S are elastically deformed.
この時の弾性変形量λは一般的に次の式で表わされ
る。The amount of elastic deformation λ at this time is generally expressed by the following equation.
λ＝C2・Pa/EA ここで、Pa:圧縮力（＝推力） A:加圧部断面積 C2:定数 したがって、ボール３とボールガイド４との間の予圧
を増大させた後にテーブル１を移動させるということ
は、次の式（３）で表わされるばね定数ｋを持つばねを
変位させることと等価になる。Here λ = C 2 · P a / EA, P a: compressive force (= thrust) A: pressurizing sectional area C 2: constants Therefore, after increasing the preload between the ball 3 and the ball guide 4 Moving the table 1 is equivalent to displacing a spring having a spring constant k represented by the following equation (3).
ｋ＝Pa/λ＝EA/C2 …（３） 式（３）中の加圧部断面積Ａは第４図（ｂ）に示すよ
うに、式（１）と（２）の積によって代表されるボール
３の進行方向投影面積であるので、次の（４）式で表わ
される。k = P a / λ = EA / C 2 (3) As shown in FIG. 4 (b), the cross-sectional area A of the pressurized portion in the equation (3) is obtained by the product of the equations (1) and (2). Since this is the projected area of the representative ball 3 in the traveling direction, it is expressed by the following equation (4).
Ａ＝C3・C1（P2/E2r）1/3 ・2.22（Pr/E）1/3＝C4・P/E …（４） ここで、C3,C4:定数 式（４）を式（３）に代入すると、 ｋ＝Pa/λ＝（E/C2）・（C4・P/E） ＝C5P …（５） ここで、C5:定数 となる。 A = C 3 · C 1 ( P 2 / E 2 r) 1/3 · 2.22 (Pr / E) 1/3 = C 4 · P / E ... (4) where, C 3, C 4: constant expression By substituting (4) into equation (3), k = P a / λ = (E / C 2 ) · (C 4 · P / E) = C 5 P (5) where C 5 : a constant and Become.
式（５）より、このばね定数ｋはボール３とボールガ
イド４との間に加わる予圧力Ｐに比例することが分か
る。From equation (5), it can be seen that this spring constant k is proportional to the preload P applied between the ball 3 and the ball guide 4.
テーブル１はリニアモータ６によって駆動され、テー
ブル１とベッド２との間にはボール３とボールガイド４
以外の接触部分がないため、前記ばね定数ｋに関与する
因子は式（５）で示したように予圧力Ｐのみである。The table 1 is driven by a linear motor 6, and a ball 3 and a ball guide 4 are provided between the table 1 and the bed 2.
Since there is no contact portion other than the above, the factor related to the spring constant k is only the preload P as shown in Expression (5).
したがって、予圧力Ｐを接触面Ｓまたはボール３の弾
性限界内で、出来るだけ大きい値まで増大させてテーブ
ル１を位置決めすると、このボール３と接触面Ｓとの弾
性変形によって、圧縮力の反力を受ながらテーブル１を
移動させることになる。したがって、増大した弾性変形
量だけテーブル１の移動を制御する距離が大きくなり、
その間ボール３とボールガイド４にガタが生じない状態
で、かつボール３と接触面Ｓに損傷を与えることなく、
位置決め制御を行うので、テーブル１の位置決め精度を
高く維持することができる。Therefore, when the table 1 is positioned by increasing the preload P to a value as large as possible within the elastic limit of the contact surface S or the ball 3, the elastic deformation of the ball 3 and the contact surface S causes a reaction force of the compressive force. The table 1 is moved while receiving the information. Therefore, the distance for controlling the movement of the table 1 is increased by the increased amount of elastic deformation,
During that time, there is no play between the ball 3 and the ball guide 4 and without damaging the ball 3 and the contact surface S.
Since the positioning control is performed, the positioning accuracy of the table 1 can be maintained high.
以上は、接触面Ｓとボール３の材質が同一の場合につ
いて説明したが、両者の材質が異なる場合も、接近量δ
は δ＝C6｛P2・（C7/E1r＋C8/E2r）｝1/3 ここで、C6、C7、C8:定数 E1:接触面Ｓの縦弾性係数 E2:ボール３の縦弾性係数 となり、両者の材質が同一の場合とほぼ同様の原理が成
り立つ。The case where the material of the contact surface S and the ball 3 are the same has been described above.
Is δ = C 6 ｛P 2 · (C 7 / E 1 r + C 8 / E 2 r)｝ 1/3 where C 6 , C 7 , C 8 : constant E 1 : longitudinal elastic modulus E of contact surface S 2 : The longitudinal elastic modulus of the ball 3, and the same principle as when both materials are the same is established.
例えば、ボール３の縦弾性係数Ｅが21000kgf/mm2の軸
受鋼とし、ボール３の外周に、たとえば、テフロン（ふ
っそ樹脂の商品名）などの縦弾性係数Ｅが2000kgf/mm2
で、軸受鋼の約10分の１の材料の皮膜を被覆する。For example, a bearing steel having a longitudinal elastic modulus E of the ball 3 of 21000 kgf / mm 2 and a longitudinal elastic modulus E of, for example, Teflon (trade name of a flexible resin) of 2000 kgf / mm 2 are provided on the outer periphery of the ball 3.
With this, a coating of about one tenth of the material of the bearing steel is applied.
この場合、接近量δは接触面Ｓとボール３の材質が軸
受鋼である場合と比較して３倍程度となり、微少な移動
量を得る領域を広げることができる。In this case, the approach distance δ is about three times as large as that in the case where the material of the contact surface S and the ball 3 is bearing steel, and it is possible to widen a region where a small movement amount is obtained.
また、上記実施例とは逆に、ボール３を弾性変形しに
くい材質とし、ボールガイド４の接触面を弾性変形しや
すい材質にしてもよい。Further, contrary to the above embodiment, the ball 3 may be made of a material that is not easily elastically deformed, and the contact surface of the ball guide 4 may be made of a material that is easily elastically deformed.
また、他の実施例として、第５図に示すように、ボー
ルホルダ32のボール３に近接する複数の位置にレバー９
の一方端を固定させ、それぞれ中央部でボール３に接触
させ、他方端を他のレバー９の他方端とリンク結合し
て、リンク結合点91を圧電アクチュエータ５により予圧
を加えてレバー９を均一に弾性変形させるようにしても
よい。As another embodiment, as shown in FIG. 5, the lever 9 is located at a plurality of positions near the ball 3 of the ball holder 32.
Are fixed to each other, the ball is brought into contact with the ball 3 at the center, and the other end is linked to the other end of the other lever 9 and the link connecting point 91 is preloaded by the piezoelectric actuator 5 to make the lever 9 uniform. May be elastically deformed.
また、第６図に示すように、ボールガイド４の転動溝
41の下に空隙部42を設けて、転動溝41の接触面が弾性変
形し易いように構成しても良い。In addition, as shown in FIG.
A gap portion 42 may be provided below 41 so that the contact surface of the rolling groove 41 is easily elastically deformed.
また、ボール３を中空のりん青銅等の弾性変形し易い
材料で構成してもよく、また、ボールガイド４をAl−Ni
−Mo窒化鋼等の極度に硬い材質とし、ボール３の縦弾性
係数Ｅとの差を大きくしてもよい。Further, the ball 3 may be made of a material which is easily elastically deformed, such as hollow phosphor bronze, and the ball guide 4 is made of Al-Ni.
An extremely hard material such as -Mo nitrided steel may be used to increase the difference between the ball 3 and the longitudinal elastic modulus E.
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば圧電アクチュエー
タによる予圧力が小さくてもボールまたはボールガイド
の縦弾性係数を小さいものにすることによって、予圧力
を加えたときの位置決め精度を向上させることができる
ので、極めて安定した精密位置決めができる直線運動案
内機構を提供しうる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if the preload by the piezoelectric actuator is small, the longitudinal elastic modulus of the ball or the ball guide is made small, so that the positioning accuracy when the preload is applied. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a linear motion guide mechanism capable of extremely stable precise positioning.
第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図は制御ユ
ニットの説明図、第３図（ａ）、（ｂ）はボールに予圧
が加わるときの説明図、第４図（ａ）は圧縮力の説明
図、第４図（ｂ）はそのｂ−ｂ矢視からみた説明図、第
５図、第６図は他の実施例を示す要部側面図である。 １……テーブル、２……ベッド、３……ボール、32……
ボールホルダ、４……ボールガイド、５……圧電アクチ
ュエータ、６……リニアモータ、７……レーザ変位計、
８……制御ユニット、９……レバーFIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a control unit, FIGS. 3 (a) and 3 (b) are explanatory views when a preload is applied to a ball, and FIG. 4) is an explanatory view of the compressive force, FIG. 4 (b) is an explanatory view as viewed from the direction of the arrows bb, and FIGS. 5 and 6 are side views of essential parts showing another embodiment. 1 ... table, 2 ... bed, 3 ... ball, 32 ...
Ball holder, 4 ball guide, 5 piezoelectric actuator, 6 linear motor, 7 laser displacement meter,
8 ... Control unit, 9 ... Lever
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−318313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−144426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−28918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−236919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−144427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−140613（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291995（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16C 29/04 - 29/06──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-318313 (JP, A) JP-A-61-144426 (JP, A) JP-A-62-28918 (JP, A) JP-A 61-318 236919 (JP, A) JP-A-61-144427 (JP, A) JP-A-61-140613 (JP, A) JP-A-2-291995 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F16C 29/04-29/06
Claims (6)
と、前記ベッドの上部にボールが転動する転動溝を備
え、かつ前記ベッドの長手方向に沿って設けられたボー
ルガイドと、前記テーブルの下部に設けられたボールを
保持して転動させる転動溝を備えたボールホルダと、前
記テーブルに前記ボールホルダを前記ボールガイドの方
向に押圧するように設けられた圧電アクチュエータとを
備えた直線運動案内機構において、 前記ボールの表面を縦弾性係数の低い材料で被覆したこ
とを特徴とする直線運動案内機構。1. A table movable in the longitudinal direction of the bed, a ball guide provided on the upper part of the bed and provided with a rolling groove for rolling balls, and provided along the longitudinal direction of the bed; A ball holder provided with a rolling groove for holding and rolling a ball provided at a lower portion of the table, and a piezoelectric actuator provided on the table so as to press the ball holder in the direction of the ball guide. A linear motion guide mechanism, wherein a surface of the ball is coated with a material having a low longitudinal elastic modulus.
たピエゾ素子からなり、前記ピエゾ素子に印加する電圧
を、テーブルの粗動時は小さくし、微動時は大きくし
て、前記ボールに加える予圧の大きさを制御する制御ユ
ニットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の直線
運動案内機構。2. The method according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator comprises a plurality of piezo elements stacked on each other, and a voltage applied to the piezo elements is reduced during coarse movement of the table, and increased during fine movement of the table, so as to reduce a preload applied to the ball. The linear motion guide mechanism according to claim 1, further comprising a control unit for controlling the size.
と、前記ベッドの上部にボールが転動する転動溝を備
え、かつ前記ベッドの長手方向に沿って設けられたボー
ルガイドと、前記テーブルの下部に設けられたボールを
保持して転動させる転動溝を備えたボールホルダと、前
記テーブルに前記ボールホルダを前記ボールガイドの方
向に押圧するように設けられた圧電アクチュエータとを
備えた直線運動案内機構において、 前記ボールを中空構造にしたことを特徴とする直線運動
案内機構。3. A table movable in the longitudinal direction of the bed, a ball guide provided on the upper part of the bed along a longitudinal direction of the bed and provided with a rolling groove for rolling balls. A ball holder provided with a rolling groove for holding and rolling a ball provided at a lower portion of the table, and a piezoelectric actuator provided on the table so as to press the ball holder in the direction of the ball guide. A linear motion guide mechanism, wherein the ball has a hollow structure.
たピエゾ素子からなり、前記ピエゾ素子に印加する電圧
を、テーブルの粗動時は小さくし、微動時は大きくし
て、前記ボールに加える予圧の大きさを制御する制御ユ
ニットを設けたことを特徴とする請求項３に記載の直線
運動案内機構。4. A piezo element comprising a plurality of piezoelectric actuators stacked on each other, wherein the voltage applied to the piezo element is reduced during coarse movement of the table and increased during fine movement of the table, and the preload applied to the ball is reduced. The linear motion guide mechanism according to claim 3, further comprising a control unit for controlling the size.
と、前記ベッドの上部にボールが転動する転動溝を備
え、かつ前記ベッドの長手方向に沿って設けられたボー
ルガイドと、前記テーブルの下部に設けられたボールを
保持して転動させる転動溝を備えたボールホルダと、前
記テーブルに前記ボールホルダを前記ボールガイドの方
向に押圧するように設けられた圧電アクチュエータとを
備えた直線運動案内機構において、 前記ボールホルダーのボールに近接する複数の位置にレ
バーを設け、前記レバーの中央部をボールに接触させる
とともに、前記レバーの一方端を前記テーブルに設けら
れた前記ボールホルダに固定させ、前記レバーの他方端
を他の前記レバーの他方端とリンク結合し、前記リンク
結合点を圧電アクチュエータにより前記ボールガイドの
方向に押圧して前記レバーを均一に弾性変形させるよう
に構成したことを特徴とする直線運動案内機構。5. A table movable in the longitudinal direction of the bed, a ball guide provided in the upper part of the bed and provided with a rolling groove for rolling balls, and provided along the longitudinal direction of the bed. A ball holder provided with a rolling groove for holding and rolling a ball provided at a lower portion of the table, and a piezoelectric actuator provided on the table so as to press the ball holder in the direction of the ball guide. In the linear motion guide mechanism, a lever is provided at a plurality of positions near the ball of the ball holder, and a central portion of the lever is brought into contact with the ball, and one end of the lever is attached to the ball holder provided on the table. The other end of the lever is linked to the other end of the other lever, and the link connection point is connected to the bob by a piezoelectric actuator. Wherein the lever is pressed in the direction of the roller guide to uniformly elastically deform the lever.
たピエゾ素子からなり、前記ピエゾ素子に印加する電圧
を、テーブルの粗動時は小さくし、微動時は大きくし
て、前記ボールに加える予圧の大きさを制御する制御ユ
ニットを設けたことを特徴とする請求項５に記載の直線
運動案内機構。6. A piezoelectric element comprising a plurality of piezoelectric actuators stacked on each other, wherein the voltage applied to the piezoelectric element is reduced during coarse movement of the table and increased during fine movement of the table, and the voltage applied to the ball is reduced. The linear motion guide mechanism according to claim 5, further comprising a control unit for controlling the size.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291888A JP2775917B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Linear motion guide mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1291888A JP2775917B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Linear motion guide mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03153917A JPH03153917A (en) | 1991-07-01 |
| JP2775917B2 true JP2775917B2 (en) | 1998-07-16 |
Family
ID=17774751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1291888A Expired - Fee Related JP2775917B2 (en) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Linear motion guide mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2775917B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003309983A (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-31 | Kyocera Corp | Guide apparatus |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61144426A (en) * | 1984-12-14 | 1986-07-02 | Nachi Fujikoshi Corp | Pre-pressure device of direct-acting bearing |
| JPS63318313A (en) * | 1987-06-23 | 1988-12-27 | Hiroshi Teramachi | Pre-load adjustment device for linear motion guide mechanism |
-
1989
- 1989-11-08 JP JP1291888A patent/JP2775917B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03153917A (en) | 1991-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7271879B2 (en) | Decoupled planar positioning system | |
| EP0527739A1 (en) | Servo guided stage system. | |
| US8318074B2 (en) | Transfer apparatus having gimbal mechanism and transfer method using the transfer apparatus | |
| US20160373029A1 (en) | Piezo ceramic planar motor and driving method thereof | |
| JPS6163028A (en) | Movable guiding device | |
| JP2775917B2 (en) | Linear motion guide mechanism | |
| Zhang et al. | Design of an inchworm-type linear piezomotor | |
| JP2886610B2 (en) | Friction drive with non-contact support | |
| US8210840B2 (en) | Diaphragm flexure with large range and high load capacity | |
| JPH0477552B2 (en) | ||
| JPH08233060A (en) | Ball screw device equipped with mechanism of fine displacement between double nuts | |
| JPH0236335A (en) | Microtome | |
| JP2575664Y2 (en) | Movement guide device having air pad with constant urging force | |
| JP4034179B2 (en) | Stage and electron microscope apparatus using the same | |
| JPS62159088A (en) | Moving stage device | |
| JP2000028767A (en) | Linear guide device | |
| JP2680085B2 (en) | Fine adjustment device for gap between measuring rolls of coating machine | |
| JPH01267822A (en) | Magnetic head | |
| JPH0828565A (en) | Static pressure gas bearing | |
| JPH06197560A (en) | Actuator | |
| JP3104890B2 (en) | Coarse positioning actuator for tunneling electron microscope probe | |
| JP2000163129A (en) | Linear guidance device | |
| JP2003289682A (en) | Guiding means with ultrasonic motor serving as drive source for movable unit | |
| JPH0756519B2 (en) | Non-contact type feed table | |
| JP4268421B2 (en) | Driving device and positioning method using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |