JP3006874B2 - 位置決めテーブル - Google Patents

位置決めテーブル

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JP3006874B2
JP3006874B2 JP2308697A JP30869790A JP3006874B2 JP 3006874 B2 JP3006874 B2 JP 3006874B2 JP 2308697 A JP2308697 A JP 2308697A JP 30869790 A JP30869790 A JP 30869790A JP 3006874 B2 JP3006874 B2 JP 3006874B2
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誠治 武井
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    • GPHYSICS
    • G12INSTRUMENT DETAILS
    • G12BCONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、位置決めテーブルに関する。
[背景技術] 従来、この種の位置決めテーブルとしては、モータの
駆動軸にボールねじを連結し、この回転駆動力によりテ
ーブルを移動する構成のものが知られている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の位置決めテーブルは、ボールね
じを用いて駆動する構成であり、装置の構成としても大
型化され、しかもテーブルに固定された駆動モータの荷
重などが他のテーブルに影響を及ぼすなどの問題があ
る。
また、一方で、このような大型の位置決めテーブルで
なく小型化された位置決めテーブルの開発が望まれてい
る。
本発明は、簡単な構成で高精度な位置決めを行うこと
ができ、しかも小形でかつ簡単に構成できる位置決めテ
ーブルを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る位置決めテーブルは、長手状でなる側面
に沿って軌道溝が形成された軌道台と、該軌道溝と対向
する面に軌道溝が形成され前記軌道溝との間に複数の転
動体を介在させて前記軌道台の長手方向に対し摺動自在
な可動体と、該可動体を前記摺動自在に駆動する駆動手
段とを有する位置決めテーブルであって、前記可動体
は、前記可動体の主面内に変形可能な少なくとも一対の
連結部で前記可動体に連結された移動体と、前記連結部
間に前記可動体に対して前記移動体を前記長手方向と直
交する方向に変位させる一対の通電により変位可能な素
子からなる変位手段とを担持し、前記通電により前記変
位手段が前記移動体を前記直交する方向に変位させ前記
移動体のほぼ中央に形成され前記長手方向に沿って長手
状でなる孔の内側面が前記孔内に挿入され前記孔の幅よ
りも小さな径でなる前記駆動手段の回転軸に押し付けら
れ、前記回転軸が回転することにより直線運動に変換さ
れて前記長手方向に沿って前記駆動されるものである。
また、前記変位手段は、ピエゾ素子で構成されている
ものである。
[実施例] 次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
第1図は、本発明に係る位置決めテーブルの実施例を
示す平面図、第2図は、第1図の一部中央縦断面図、第
3図は、第1図に示す可動体の他の実施例を示す図、第
4図は、第1図の破線内に示される円形孔(可動体四隅
の四箇所)の他の実施例を示す図、第5図は、第1図及
び第2図に示す位置決めテーブルを用いて同一の駆動モ
ータによりX方向及びY方向に駆動可能な構成を示す分
解斜視図である。
第1図、第2図及び第5図において、長手状でなる略
直方体状の軌道台1及び2の側面には、保持器3に保持
された円筒ころ(転動体)4(41〜4n)が循環しない転
がり案内運動する軌道溝1a及び2aが長手方向に平行に形
成されている。前記軌道台1及び2の長手方向両端に
は、保持器3のストッパとなる端部ねじ7及び8が螺合
結合されている。保持器3には、所定の間隔で窓3a(3a
1〜3an)が形成されており、この窓3a(3a1〜3an)内に
前記円筒ころ4(41〜4n)が、隣接ころの中心軸が直角
に交差するように交互に配列されている。この円筒ころ
4(41〜4n)の配列により、あらゆる方向の荷重に対し
て、弾性変形量が少なく剛性を高くすることができる。
軌道溝1aに配列された円筒ころ4(41〜4n)の他端は、
可動体5の両側面に平行に長手方向に形成された軌道溝
5a及び5bに挟持される。この可動体5は、薄肉で平板状
のほぼ四角形状の部材で構成され軌道台1,2の前記長手
方向に摺動自在になっている。この可動体5の主面内に
移動体5iを内包し、移動体5iのほぼ中央には、その主面
内に前記長手方向に沿って長手状で両端がアールで所定
の幅をもって貫通された孔5cが形成されている。この孔
5cの幅は、孔5cに挿入された1つの駆動モータ6の回転
軸であるトラクション軸6aの直径よりも僅か大きな幅で
形成されている。この孔5cの孔内側面は、滑り止め部材
で形成されている。これは、後述するモータ6のトラク
ション軸6aの回転を直線運動に変換して可動体5に効率
よく伝達するためである。したがって、ここでいう滑り
止め部材としては、いわゆるフリクションドライブを行
うためにモータ6のトラクション軸6a側に設けてもよい
し、可動体5の両方若しくはいずれか一方に設けてもよ
く、効率的に回転力が伝達される場合には、滑り止め材
料を用いないで構成してもよい。また、孔5cの両端に
は、孔5cとほぼ同じ大きさを有する孔5d1及び5d2が穿設
されている。該孔5d1及び5d2の端部には、円形孔5f(5f
1〜5f4)と連結する細孔5e(5e1〜5e4)が穿設されてい
る。また、前記円形孔5f(5f1〜5f4)と相対して形成さ
れた円形孔5g(5g1〜5g4)は、僅かな距離l(l1〜l4
離間して形成されている。これら円形孔5g(5g1〜5g4
間は、細孔5h(5h1,5h2)により連結されている。そし
て、前記距離l(l1〜l4)の幅によって、変形容易な一
対の平行ばねとして作用する連結部(l1,l2)(l3,l4
が形成され移動体5iが可動体5の外周部と二対の前記連
結部(l1,l2)(l3,l4)で連結されている。
また、一方の前記一対の連結部l1,l2間にあって前記
孔5d1内には、可動体5の外周部と、移動体5iとの間に
一対のピエゾ素子A1及びA2が平行に設けられている。同
様に、他方の前記一対の連結部l3,l4間にあって孔5d2
も一対のピエゾ素子B1及びB2が平行に設けられている。
このピエゾ素子は、変位手段であり、所定の電圧が印加
されると所定方向に一定の変位が行われ、該通電が停止
されると元の状態に復帰する性質のものが用いられる。
なお、ピエゾ素子A1及びA2と、ピエゾ素子B1及びB2
は、同じ変位量のものが用いられている。
これらのピエゾ素子A1及びA2若しくはピエゾ素子B1
びB2は、マイクロコンピュータ等よりなる図示せぬ制御
回路からの指示によって、例えば、第1図に示すピエゾ
素子A1及びA2に電圧が印加されると、l1及びl2の連結部
が支点となってピエゾ素子A1及びA2が変位し矢印P方向
へ移動体5iを変位させる。そして、孔5cの内側面5c
aが、矢印方向に回転する駆動モータ6のトラクション
軸6aの外周に押し付けられて、移動体5iと連結部l1,l2,
l3,l4で一体になっている可動体5が矢印A方向に駆動
される。逆に、ピエゾ素子B1及びB2に電圧が印加される
と、l3及びl4の連結部が支点となってピエゾ素子B1及び
B2が変位して矢印−P方向へ移動体5iを変位させる。そ
して、孔5cの内側面5cbが、矢印方向に回転する駆動モ
ータ6のトラクション軸6aの外周に押し付けられて、移
動体5iと連結部l1,l2,l3,l4で一体になっている可動体
5が矢印B方向に駆動される。したがって、制御回路に
ピエゾ素子A1及びA2と、ピエゾ素子B1及びB2への通電を
制御するようにすれば任意の位置への移動及び停止制御
を行うことができる。
また、本実施例に係る位置決めテーブルの位置制御
は、図示されていないが、軌道台1又は2と可動体5間
に公知の発光部及び受光部を備えた光学的センサ等より
なる位置検出用のセンサを設け、該センサからの検出信
号を制御回路に送出して位置を判定する構成となってい
る。このような構成とすることによって、滑り等の発生
により孔5cの側面へトラクション軸6aの回転力がそのま
ま伝達されない場合でも正確な位置検出を行うことがで
きる。
以上のような構成により位置決めテーブルが構成され
ている。
次に、上記構成よりなる位置決めテーブルの動作を説
明する。
まず、第1図及び第2図に示す位置決めテーブルを移
動制御するときは、制御回路からの指令によって所定の
電圧がピエゾ素子A1及びA2に印加され、l1及びl2の連結
部が支点となって矢印P方向へ移動体5iが変位し、孔5c
の内側面5caが駆動モータ6のトラクション軸6aの外周
に接して矢印A方向に可動体5が駆動される。逆に、矢
印B方向に可動体5を駆動させるときは、ピエゾ素子B1
及びB2に所定の電圧が印加され、l3及びl4の連結部が支
点となって矢印−P方向へ移動体5iを変位させることに
なる。
第3図は、第1図の可動体5の他の構成を示す実施例
であり、移動体5iに第1図と異なる孔を複数設けたもの
である。すなわち、中央の孔5cの両側に円形孔5c1及び5
c2を一体に形成し、この円形孔5c1及び5c2と、可動体5
の四隅に形成された円形孔5f1〜5f4との間に、一対の円
形孔よりなる孔5j1〜5j4が形成されている。
上記構成により、可動体5と移動体5iとが距離l5乃至
l12の各幅によって連結される。したがって、ピエゾ素
子A1及びA2に電圧が印加されると、l5乃至l8が支点とな
って矢印P方向へ移動体5iを変位させるのに対して、ピ
エゾ素子B1及びB2に電圧が印加されると、l9乃至l12
支点となって矢印−P方向へ移動体5iを変位させること
となる。
また、この構成は、ピエゾ素子A1及びA2と、ピエゾ素
子B1及びB2の両方に電圧が印加され、駆動モータ6の回
転力を停止させると、トラクション軸6aの外周に孔5cの
内側面5ca,5cbが押し付けられて可動体5を停止させ
る。従って、停止させるときは、制御回路より駆動モー
タ6への停止指令が出された後、ピエゾ素子A1及びA
2と、ピエゾ素子B1及びB2の両方に所定の電圧が印加さ
れて停止される。
また、第4図は、第1図の破線内に示される円形孔の
他の実施例を示すもので、円形孔5f(5f1〜5f4)の孔形
状を可動体5と移動体5iとが距離l13の幅をもって2箇
所で連結されるような突出部が形成された孔5k1と、該
孔5k1と対向して形成された突出部を有する孔511が直角
方向に長手状に形成されるように構成されている。
第5図は、第1図及び第2図に示す位置決めテーブル
を用いて同一の駆動モータによりX方向及びY方向に駆
動できるように構成された実施例が示されている。第1
図及び第2図に示す位置決めテーブルとの相違は、2つ
の位置決めテーブルを用い、XテーブルとYテーブルと
して上下二段に構成し、可動体5が1つの駆動モータ6
によってX方向及びY方向に摺動可能とされた点にある
ので、Xテーブル及びYテーブルの構成の詳細な説明は
省略する。
第5図に示す位置決めテーブルの動作について説明す
ると、 まず、Xテーブルを駆動制御するときは、制御回路か
らの指令によって所定の電圧がピエゾ素子A1及びA2に印
加されると、l1及びl2の連結部が支点となって矢印P方
向へ移動体5iが変位し、駆動モータ6のトラクション軸
6aの外周に接して可動体5が矢印A方向に駆動される。
逆に、可動体5を矢印B方向に駆動させるときは、ピエ
ゾ素子B1及びB2に所定の電圧が印加され、l3及びl4の連
結部が支点となって矢印−P方向へ移動体5iが変位させ
ることによる。
上記と同様に、Yテーブルも同様の制御を行うことに
よって、駆動並びに停止制御することができる。
以上のような制御方法によって、可動体5をX方向及
びY方向へ駆動、停止等の制御を行うことができる。
なお、本実施例では、移動体を変位させる手段として
ピエゾ素子を用いるようにしたが、本実施例のように平
行に変位可能なものであれば、他の圧電材料若しくは電
歪材料等の変位可能な素子を適宜用いることが可能であ
る。また、可動体5と移動体5iとは、複数の孔を形成す
ることによって一体に構成しているが、ばね等の他の連
結部材などを用いて別体に構成するようにしてもよい。
また、本発明に係る位置決めテーブルは、図示の軸受に
限らず、全ての軸受に利用することが可能であり、例え
ば転動体が循環する直動転がり軸受又は滑り軸受のよう
なもので構成するようにしてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、可動体の主面
内に前記長手方向と直交する方向に移動可能な移動体を
形成し、変位手段により移動体を前記直交する方向に所
定距離変位させて駆動軸の回転が直線運動に変換される
構成としたので、位置決めテーブルの構成が簡単で安価
に、しかも小形化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る位置決めテーブルの一実施例を
示す平面図、第2図は、第1図の一部中央縦断面図、第
3図は、第1図に示す可動体の他の実施例を示す図、第
4図は、第1図の破線内に示される円形孔の他の実施例
を示す図、第5図は、第1図及び第2図に示す位置決め
テーブルを用いて同一の駆動モータによりX方向及びY
方向に駆動可能な構成を示す分解斜視図である。 1,2……軌道台、3……保持器、4……円筒ころ、5…
…可動体、5i……移動体、6……駆動モータ、6a……ト
ラクション軸、7,8……端部ねじ、A1,A2,B1,B2……ピエ
ゾ素子、l1,l2〜l13……連結部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長手状でなる側面に沿って軌道溝が形成さ
    れた軌道台と、該軌道溝と対向する面に軌道溝が形成さ
    れ前記軌道溝との間に複数の転動体を介在させて前記軌
    道台の長手方向に対し摺動自在な可動体と、該可動体を
    前記摺動自在に駆動する駆動手段とを有する位置決めテ
    ーブルであって、 前記可動体は、前記可動体の主面内に変形可能な少なく
    とも一対の連結部で前記可動体に連結された移動体と、
    前記連結部間に前記可動体に対して前記移動体を前記長
    手方向と直交する方向に変位させる一対の通電により変
    位可能な素子からなる変位手段とを担持し、前記通電に
    より前記変位手段が前記移動体を前記直交する方向に変
    位させ前記移動体のほぼ中央に形成され前記長手方向に
    沿って長手状でなる孔の内側面が前記孔内に挿入され前
    記孔の幅よりも小さな径でなる前記駆動手段の回転軸に
    押し付けられ、前記回転軸が回転することにより直線運
    動に変換されて前記長手方向に沿って前記駆動されるこ
    と を特徴とする位置決めテーブル。
  2. 【請求項2】前記変位手段は、ピエゾ素子で構成されて
    いることを特徴とする請求項(1)記載の位置決めテー
    ブル。
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