JP5621552B2 - 二次元位置決め装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、回転位置決めが可能でありながらXYの2次元の長ストローク化が容易で、且つ2次元位置決めテーブルを大形化する必要がない二次元位置決め装置を提供することを目的としている。
また、本発明の他の形態に係る二次元位置決め装置は、前記可動支持部材が、直動軸受で構成されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る二次元位置決め装置は、前記可動支持部材が、伸縮可能な弾性部材で構成されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る二次元位置決め装置は、前記交差直動機構の第2の移動部材に当該第2の移動部材の移動方向以外に可動可能に2次元駆動出力部が支持されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る二次元位置決め装置は、前記2次元駆動出力部が、前記第2の移動部材に板ばねを介して支持されていることを特徴としている。
図1は、本発明の二次元位置決め装置の第1の実施形態を示す平面図、図2及び図3はその正面図及び右側面図である。
図中、1は二次元位置決め装置であって、扁平な直方体状の基台2の平坦な上面に、左右方向に比較的長い所定間隔を保って一対のY軸直動機構3A及び3Bが平行で同一のY軸座標上に配設され、これら一対のY軸直動機構3A及び3B間に交差直動機構としてのX軸直動機構4が配設されている。
ここで、固定支持部材5は、図2に示すように、Y軸直動機構3Aのボールねじナット4cの上面に固定された水平板部5aと、この水平板部5aのY軸直動機構3B側の端部から下方に延長する垂直板部5bと、この垂直板部5bの下端から基台2の上面に沿ってY軸直動機構3B側に延長する水平板部5cとで断面クランク状に形成されている。そして、水平板部5cに垂直方向に延長する支持軸5dが貫通して固定され、この支持軸5dの水平板部5cより上端側に例えば背面組合せ形の組合せアンギュラ玉軸受5eを介してX軸直動機構4の支持基板4aが回動可能に支持されている。
また、X軸直動機構4のボールねじナット4cの上面には、二次元駆動出力部となる例えば平面からみて方形の二次元テーブル7が固定されている。
今、Y軸直動機構3A及び3Bのボールねじナット3bが、図1に示すように、案内レール3aの前後方向の略中間位置の同一Y軸座標上で停止しており、且つX軸直動機構4のボールねじナット4cが案内レール4bの左右方向の中央位置に停止しているものとする。この状態では、Y軸に沿って配置されたY軸直動機構3A及び3Bに対してX軸直動機構4が直交するX軸上にある。このため、Y軸直動機構3A及び3BのY軸用モータ3eを同一回転速度で互い同期させて正転又は逆転駆動制御することにより、X軸直動機構4が延長方向をX軸方向を保ったままY軸方向に移動される。このため、X軸直動機構4のボールねじナット4cに固定された二次元テーブル7はY軸方向に移動される。この状態で、X軸直動機構4のX軸用モータ4fを正転又は逆転駆動制御することにより、二次元テーブル7がX軸方向に移動されて、通常のXYテーブルと同様に二次元に移動され、図1の鎖線図示の略方形の移動領域MA内で二次元テーブル7を移動させるXY二次元移動させることができる。
また、X軸直動機構4の支持基板4aを回動可能に支持するために、背面組合せ形の組合せアンギュラ玉軸受5e及び6iを適用しているので、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を受けることができ、作用点距離が長いので、大きなモーメント荷重が作用する場合でも円滑な回動を確保することができる。
この第2の実施形態では、前述した第1の実施形態の構成において、二次元テーブルを基台に支持させるようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図5〜図10に示すように、前述した第1の実施形態の構成において、空気軸受22を介して二次元駆動出力部としての二次元テーブル24を基台2で支持するようにしたことを除いては前述した第1の実施形態と同様の構成を有し、図1〜図3との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
なお、上記第2の実施形態においては、板ばね25を円板状に形成した場合について説明したがこれに限定されるものではなく、多角形板状や方形板状に形成することもでき、さらには竹の子ばね等のばね部材も適用することができる。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、可動支持部材6をリニアガイド6dで構成される直動軸受で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、リニアガイド6dを省略し、これに代えてX軸方向に伸縮が可能な板ばね等のバネ部材やゴム等の弾性部材で水平板部6e、垂直板部6f及び水平板部6gで構成される支持板部を支持するようにすればよい。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、Y軸直動機構3B側にリニアガイド6dで構成される直動軸受を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、支持板部の水平板部6gとX軸直動機構4の支持基板4aとの間に直動軸受を配置するようにしてもよい。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、Y軸直動機構3A及び3Bを同一Y軸座標上に配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、Y軸直動機構3A及び3Bを互いにY軸方向にずらして配置するようにしてもよい。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、2つのY軸直動機構3A及び3Bと1つのX軸直動機構4とを設けた場合について説明したが、平行に配置した2つのX軸直動機構とこれら間に配設した1つのY軸直動機構とで二次元位置決め装置を構成するようにしてもよい。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、Y軸直動機構3Bのボールねじナット3bに配置したリニアガイド6dの案内レール6bをY軸と直交する方向に配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、Y軸と交差する方向に配置すればよいものである。
Claims (11)
- 第1の案内部材に案内されて移動する第1の移動部材と当該第1の移動部材を駆動する第1の駆動機構とを有し、所定間隔を保って平行に配設された一対の直動機構と、
該一対の直動機構の移動部材に支持されて前記第1の案内部材と交差する方向に配設された第2の案内部材に案内されて移動する第2の移動部材と当該第2の移動部材を駆動する第2の駆動機構とを有し、前記一対の直動機構間に配設された交差直動機構とを備え、
前記交差直動機構は、一端が前記一対の直動機構の一方の移動部材に配設された固定支持部材に第1の回動支持部材を介して回動可能に支持され、他端が前記一対の直動機構の他方の移動部材との間に配設された前記第1の案内部材と交差する方向に移動可能な可動支持部材に第2の回動支持部材を介して回動可能に支持され、
前記固定支持部材は、前記一方の直動機構の前記第1の移動部材の上面に固定された第1の水平板部、該第1の水平板部の前記他方の直動機構側の端部から下方に延長する第1の垂直板部及び該第1の垂直板部の下端から前記交差直動機構側に延長する第2の水平板部から構成される断面クランク状の第1の平板部材を有し、
前記可動支持部材は、前記他方の直動機構の前記第1の移動部材の上面に配設された前記第1の案内部材と交差する方向に移動する可動機構と、該可動機構の上面に固定された第3の水平板部、該第3の水平板部の前記一方の直動機構側の端部から下方に延長する第2の垂直板部及び該第2の垂直板部の下端から前記交差直動機構側に延長する第4の水平板部から構成される断面クランク状の第2の平板部材とを有し、
前記交差直動機構は、一端が前記第1の平板部材の前記第2の水平板部との間で前記第1の回動支持部材を介して回動可能に支持され、他端が前記第2の平板部材の前記第4の水平板部との間で前記第2の回動支持部材を介して回動可能に支持されている
ことを特徴とする二次元位置決め装置。 - 前記第1の回動支持部材及び前記第2の回動支持部材は、背面組合せ形の組合せアンギュラ軸受であり、
前記可動機構は、直動軸受であることを特徴とする請求項1に記載の二次元位置決め装置。 - 前記直動軸受は、案内レールと、前記案内レールに案内されて移動するスライダとを有することを特徴とする請求項2に記載の二次元位置決め装置。
- 前記直動軸受は、リニアガイドであることを特徴とする請求項3に記載の二次元位置決め装置。
- 前記第2の駆動機構を構成する駆動源を前記交差直動機構の長手方向の端部に設け、前記交差直動機構を前記駆動源が前記可動支持部材側に位置するように配設したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の二次元位置決め装置。
- 前記交差直動機構は、第2の移動部材が基台に対して空気軸受で浮上支持されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の二次元位置決め装置。
- 前記交差直動機構の下面と前記基台との間に第1の支持基板を配設し、前記第1の支持基板の下面側の前記基台の上面と対向する位置に3つの空気軸受を配置して前記第1の支持基板を前記基台に対して浮上支持し、
前記第1の支持基板の上面における前記第2の移動部材の進退方向の一端側に2本と他端側に2本との4本の支柱を植立し、前記4本の支柱上及び前記第2の移動部材上に2次元駆動出力部が支持されていることを特徴とする請求項6に記載の二次元位置決め装置。 - 前記交差直動機構の第2の移動部材に当該第2の移動部材の移動方向以外に可動可能に2次元駆動出力部が支持されており、
前記2次元駆動出力部は、前記第2の移動部材に板ばねを介して支持されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の二次元位置決め装置。 - 前記板ばねは、円板状に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の二次元位置決め装置。
- 前記円板状の板ばねの外周縁部は、前記2次元駆動出力部の中心部に形成された円形凹部の外周側の段部に固定されていることを特徴とする請求項9に記載の二次元位置決め装置。
- 前記交差直動機構は、一端が前記第2の水平板部との間で前記第1の回動支持部材を介して回動可能に支持され、他端が第4の水平板部との間で前記第2の回動支持部材を介して回動可能に支持された支持基板上に、前記第2の案内部材及び前記第2の駆動機構が配設されていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の二次元位置決め装置。
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