JP5047749B2

JP5047749B2 - 小型スライド装置

Info

Publication number: JP5047749B2
Application number: JP2007261212A
Authority: JP
Inventors: 哲也坂井
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-10-04
Also published as: US8061227B2; US20090092344A1; JP2009092101A

Description

この発明は、モーターを回転させることによってスクリューシャフトを回転させ、その回転力でスライドテーブルを直進方向に移動する小型のスライド装置に関する。

図３、図４を用いて、従来のスライド装置について説明する。
図３に示すように、基台１にはレール２を敷設するとともに、このレール２に沿ってスライドテーブル３を移動するようにしている。つまり、上記スライドテーブル３の両側には、断面形状をコ字状にしたガイド部材４を設け、これらガイド部材４を上記レール２に摺動自在に跨がせて、上記のようにスライドテーブル３をレール２に沿って移動させるようにしている。
また、上記スライドテーブル３には、レール２の軸方向に貫通する孔を形成するとともに、この孔内にボールナット５をねじで固定し、当該ボールナット５にスクリューシャフト６のねじ部６ａを螺合させている。したがって、スクリューシャフト６を回転させたとき、この回転力によってボールナット５およびスライドテーブル３が一体となって、レール２に沿って移動することとなる。

なお、上記スクリューシャフト６は、ねじ溝を形成した上記ねじ部６ａと、上記ねじ部６ａよりも径を大きくした丸棒からなる支持部６ｂとからなり、しかも、これらねじ部６ａと支持部６ｂとの間にフランジ６ｃを設けている。
そして、基台１には、上記支持部６ｂが貫通できる孔を形成したケーシング７を固定するとともに、このケーシング７内にアンギュラベアリング８を組み込んでいる。また、上記ケーシング７の開口にはふた部材９を固定して、ケーシング７からアンギュラベアリング８が抜け出さないようにしている。

上記アンギュラベアリング８は、その内輪８ａに、上記スクリューシャフト６の支持部６ｂを貫通させるとともに、内輪８ａの一端側に上記フランジ６ｃを当接させる。一方、内輪８ａの他端側にはカラー１０を当接させるとともに、このカラー１０と上記フランジ６ｃとの間で、アンギュラベアリング８の内輪８ａが圧接するように、上記支持部６ｂに形成したねじ溝にベアリングナット１１をねじ固定する。このように、フランジ６ｃとカラー１０との間に内輪８ａを挟持することで、スクリューシャフト６が軸方向にがたつくのを規制している。

そして、上記支持部６ｂであって、ねじ部６ａに連結した側とは反対端には、上記支持部６ｂよりも小径にした連結部６ｄを設け、この連結部６ｄの先端に、モーターＭの回転軸１２を臨ませている。そして、この回転軸１２とスクリューシャフト６の連結部６ｄとを、カップリング部材１３によって連結している。したがって、モーターＭを駆動して回転軸１２が回転すれば、この回転軸１２と一体となってスクリューシャフト６が回転し、このスクリューシャフト６の回転によって、スライドテーブル３がレール２に沿って移動することとなる。

なお、スライドテーブル３が移動すると、スクリューシャフト６に対して反力が作用して、スライドテーブル３の移動方向とは反対方向にスクリューシャフト６が軸方向に移動しようとする。また、スクリューシャフト６に対して何らかの外力が作用して、上記と同様にスクリューシャフト６が軸方向に移動することもある。このようなことが原因となって、スクリューシャフト６が軸方向に移動してしまうと、スライドテーブル３の移動位置に狂いが生じてしまう。
例えば、上記のスライド装置を、半導体素子の製造工程で位置決め装置として用いる場合には、半導体を載置したスライドテーブル３を種々の位置に移動させるとともに、これら各位置において所定の処理を半導体に施す。このとき、スライドテーブル３の移動位置には精密さが要求されることになるが、特に半導体等のワークが小型の場合には、要求される精密さもミクロン単位の極めて厳密なものとなる。したがって、特に小型のスライド装置においては、スクリューシャフト６が軸方向へ移動しないように、ベアリングナット１１によって、フランジ６ｃとカラー１０とを、それら両者の間に遊びが生じないようにして、軸方向に固定している。
特許第３９２７２８５号

上記したように、半導体のような小型のワークを搬送する場合には、スライド装置自身にも小型化が要求される。例えば、半導体素子の製造工程で用いられるスライド装置は、スライドテーブル３の移動範囲が２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度と狭いため、スクリューシャフト６の長さは短くてよい。また、耐荷重性もあまり必要とならないことから、スライドテーブル３や基台１を小型化することも可能であり、これらスライドテーブル３や基台１の幅も１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度にまで小型化したものがある。
しかし、従来のスライド装置においては、スクリューシャフト６の軸方向の移動を規制するために、カラー１０やベアリングナット１１を取り付けるスペースが必要となり、また、回転軸１２とスクリューシャフト６（連結部６ｄ）とを連結するカップリング部材１３を取り付けるスペースも必要となる。このように、カラー１０やベアリングナット１１、あるいはカップリング部材１３を、スクリューシャフト６の軸方向に設けなければならないため、どうしてもスクリューシャフト６が長くなってしまい、装置の全長が長くなってしまう。
つまり、従来のスライド装置においては、スライドテーブル３の移動範囲が僅かであるにも関わらず、その長さ方向の小型化に制約を受けざるを得ないという問題があった。

この発明の目的は、長さ方向における一層の小型化を実現したスライド装置を提供することである。

この発明は、基台に敷設されたレールと、このレール上を移動するスライドテーブルと、このスライドテーブルに連結するとともに上記レールと平行に位置するスクリューシャフトと、このスクリューシャフトを回転させるモーターと、このモーターの回転軸と上記スクリューシャフトとを連結するカップリング部材と、上記スクリューシャフトを支持するベアリングとを備え、上記モーターを駆動してスクリューシャフトを回転させ、このスクリューシャフトの回転によってスライドテーブルをレールの軸方向に移動させる小型スライド装置を前提とする。

上記の小型スライド装置を前提として、この発明は、上記ベアリングの内輪に支持され、その内径を上記スクリューシャフトの外径とほぼ等しくして、上記モーター側の上記スクリューシャフトの先端を圧入固定するための孔を形成したキャップ部材を備えるとともに、このキャップ部材の上記スクリューシャフトを挿入する挿入口側にはフランジを形成し、上記カップリング部材は軸方向に貫通する貫通孔を備え、このカップリング部材の貫通孔には、その一端側から上記キャップ部材の先端を挿入するとともに、上記フランジを上記ベアリングの内輪の一端に当接させた状態で挿入された上記キャップ部材の先端側を止めネジで押圧して固定し、上記貫通孔の他端側からは上記モーターの回転軸を挿入してこの回転軸を止めねじで押圧して固定するとともに、上記カップリング部材の一端を上記ベアリングの内輪の他端に圧接させて、上記キャップ部材のフランジと上記カップリング部材の一端とによって上記ベアリングを直接挟持し、上記カップリング部材と上記スクリューシャフトとを連結する構成にした点に特徴を有する。

この発明によれば、スクリューシャフトに設けた挟持部とカップリング部材との間に、ベアリングを挟持させたので、カラーやベアリングナットといったスクリューシャフトの軸方向への移動を規制するための専用部品や、ベアリングナット用のねじ溝が不要となる。したがって、その分スクリューシャフトの軸方向のスペースを削減することができ、装置全体を小型化することができる。
また、上記のように専用部品が不要となるので、部品点数を削減してコストを低減することができる。

さらに、スクリューシャフトの先端にフランジを形成したキャップ部材を固定する構成にしたので、スクリューシャフトに挟持部を形成するよりも、加工コストを低減することができる。また、キャップ部材のフランジとカップリング部材とによってベアリングを挟持する構成にしたので、スクリューシャフトの先端に加工を施す必要がなくなる。したがって、装置のサイズに応じて、スクリューシャフトを切断して用いることが可能となり、スクリューシャフトの共通利用による在庫点数削減を実現することもできる。

図１、図２を用いて、この発明の実施形態に係るスライド装置について説明する。
図１に示すように、基台２１にはレール２２を敷設するとともに、このレール２２に沿ってスライドテーブル２３を移動するようにしている。つまり、上記スライドテーブル２３の両側には、断面形状をコ字状にしたガイド部材２４を設け、これらガイド部材２４を上記レール２２に摺動自在に跨がせて、上記のようにスライドテーブル２３をレール２２に沿って移動させるようにしている。
また、上記スライドテーブル２３には、レール２２の軸方向に貫通する孔を形成するとともに、この孔内にボールナット２５をねじで固定し、当該ボールナット２５にスクリューシャフト２６のねじ溝を螺合させている。したがって、スクリューシャフト２６を回転させたとき、この回転力によってボールナット２５およびスライドテーブル２３が一体となって、レール２２に沿って移動することとなる。

なお、図２に示すように、上記スクリューシャフト２６の一端には、キャップ部材２７を圧入固定している。このキャップ部材２７は、長手方向の一端にフランジ２７ａを形成するとともに、このフランジ２７ａを形成した一端側から他端側に貫通孔２７ｂを貫通させている。この貫通孔２７ｂは、その内径を上記スクリューシャフト２６の直径とほぼ等しくしており、当該スクリューシャフト２６にキャップ部材２７が圧入固定される寸法関係を維持している。したがって、スクリューシャフト２６とキャップ部材２７とは一体回転することとなる。ただし、スクリューシャフト２６を圧入する孔は貫通孔ではなく、めくら孔であってもよい。

そして、基台２１には、上記キャップ部材２７が貫通する孔が形成されたケーシング２８を固定するとともに、このケーシング２８内に、この発明のベアリングを構成するアンギュラベアリング２９を組み込んでいる。また、上記ケーシング２８の開口には、ふた部材３０を固定して、ケーシング２８からアンギュラベアリング２９が抜け出さないようにしている。

上記アンギュラベアリング２９は、その内輪２９ａを、上記キャップ部材２７で支持するとともに、内輪２９ａの一端側に上記フランジ２７ａを当接させる。一方、内輪２９ａの他端側にはカップリング部材３１の端部を当接させるとともに、このカップリング部材３１と上記フランジ２７ａとの間に、アンギュラベアリング２９の内輪２９ａを圧接させた状態で、当該カップリング部材３１をキャップ部材２７に固定する。
具体的には、上記カップリング部材３１は、その軸方向に貫通する孔３１ａを形成するとともに、この孔３１ａに連通するネジ孔３１ｂ，３１ｃを、径方向に形成している。

そして、上記アンギュラベアリング２９の内輪２９ａを支持するキャップ部材２７の先端を、カップリング部材３１の孔３１ａに進入させる。このとき、カップリング部材３１の一端を上記内輪２９ａに圧接させた状態で、ネジ孔３１ｂに六角穴付き止めネジＮ１を螺合させる。そして、上記六角穴付き止めネジＮ１の先端によって、キャップ部材２７を押圧することで、カップリング部材３１とキャップ部材２７とを固定する。
このように、フランジ２７ａとカップリング部材３１との間に内輪２９ａを挟持することで、キャップ部材２７およびこのキャップ部材２７を固定したスクリューシャフト２６が軸方向にがたつくのを規制している。

そして、上記キャップ部材２７の先端には、モーターＭの回転軸３２を臨ませるとともに、この回転軸３２を、上記カップリング部材３１の孔３１ａに進入させた状態で、上記と同様の方法により、六角穴付き止めネジＮ２によって、カップリング部材３１と回転軸３２とを固定している。つまり、モーターＭの回転軸３２と、キャップ部材２７（スクリューシャフト２６）とが、カップリング部材３１を介して連結することとなる。したがって、モーターＭを駆動して回転軸３２が回転すれば、この回転軸３２と一体となってスクリューシャフト２６が回転し、このスクリューシャフト２６の回転によって、スライドテーブル２３がレール２２に沿って移動することとなる。

上記のスライド装置によれば、キャップ部材２７に設けたフランジ２７ａとカップリング部材３１との間に、アンギュラベアリング２９を挟持させたので、従来のようにカラーやベアリングナットといったスクリューシャフト２６の軸方向への移動を規制するための専用部品や、これら部品を固定するためのねじ溝等が不要となる。つまり、本来スクリューシャフト２６（キャップ部材２７）とモーターＭの回転軸３２とを連結するための部材であるカップリング部材３１に、スクリューシャフト２６のがたつき防止機能を併有させたので、従来、カラーやベアリングナットを設けていたスペースを削減することができ、装置全体を小型化することができる。

なお、上記実施形態においては、スクリューシャフト２６の先端にキャップ部材２７を固定するとともに、このキャップ部材２７において、アンギュラベアリング２９がスクリューシャフト２６を固定、支持するようにしているが、キャップ部材２７は必須の構成要件ではない。例えば、スクリューシャフト２６とキャップ部材２７とを一体的に形成するとともに、スクリューシャフト２６のモーターＭ側先端近傍に、ねじ溝を形成しない部分を設け、この部分でアンギュラベアリング２９を支持しても構わない。
ただし、キャップ部材２７は、焼入れ硬化の必要がないため、上記のようにスクリューシャフト２６とキャップ部材２７とを別体成形すれば、スクリューシャフト２６に挟持部を形成するよりも、加工コストを低減することができる。また、別体成形したキャップ部材２７を、スクリューシャフト２６のモーターＭ側先端に固定すれば、当該スクリューシャフト２６の先端に加工を施す必要がなくなる。そのため、ストローク長さに応じてスクリューシャフト２６を切断し、当該スクリューシャフト２６の長さを適宜変更して利用することができる。したがって、スクリューシャフト２６の共通利用が可能となり、在庫点数を削減することができる。
さらには、キャップ部材２７はスクリューシャフト２６よりも硬くないため、六角穴付き止めネジＮ１の先端がキャップ部材２７に食い込みやすく、六角穴付き止めネジＮ１の緩み防止効果が期待できる。

この実施形態に係るスライド装置の概念図である。この実施形態に係るスライド装置の部分拡大図である。従来のスライド装置を示す概念図である。従来のスライド装置の部分拡大図である。

符号の説明

２２レール
２３スライドテーブル
２６スクリューシャフト
２７キャップ部材
２７ａこの発明の挟持部を構成するフランジ
２９この発明のベアリングであるアンギュラベアリング
３１カップリング部材
３２モーター回転軸
Ｍモーター

Claims

基台に敷設されたレールと、このレール上を移動するスライドテーブルと、このスライドテーブルに連結するとともに上記レールと平行に位置するスクリューシャフトと、このスクリューシャフトを回転させるモーターと、このモーターの回転軸と上記スクリューシャフトとを連結するカップリング部材と、上記スクリューシャフトを支持するベアリングとを備え、上記モーターを駆動してスクリューシャフトを回転させ、このスクリューシャフトの回転によってスライドテーブルをレールの軸方向に移動させる小型スライド装置において、上記ベアリングの内輪に支持され、その内径を上記スクリューシャフトの外径とほぼ等しくして、上記モーター側の上記スクリューシャフトの先端を圧入固定するための孔を形成したキャップ部材を備えるとともに、このキャップ部材の上記スクリューシャフトを挿入する挿入口側にはフランジを形成し、上記カップリング部材は軸方向に貫通する貫通孔を備え、このカップリング部材の貫通孔には、その一端側から上記キャップ部材の先端を挿入するとともに、上記フランジを上記ベアリングの内輪の一端に当接させた状態で挿入された上記キャップ部材の先端側を止めネジで押圧して固定し、上記貫通孔の他端側からは上記モーターの回転軸を挿入してこの回転軸を止めねじで押圧して固定するとともに、上記カップリング部材の一端を上記ベアリングの内輪の他端に圧接させて、上記キャップ部材のフランジと上記カップリング部材の一端とによって上記ベアリングを直接挟持し、上記カップリング部材と上記スクリューシャフトとを連結する構成にしたことを特徴とする小型スライド装置。