JP7514098B2

JP7514098B2 - 昇降装置

Info

Publication number: JP7514098B2
Application number: JP2020062407A
Authority: JP
Inventors: 拓明下吉; 大介高嶋
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2024-07-10
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: WO2021199912A1; TW202138105A; CN115135445A; KR20220156517A; JP2021160014A

Description

本開示は、昇降装置に関するものである。

第１ベース部と、傾斜面を有する第２ベース部と、第１ベース部と第２ベース部との間に設けられ、第２ベース部を水平方向に移動させる第１駆動機構と、テーブルと、テーブルと第２ベース部との間に設けられ、テーブルを傾斜面に沿って移動させる第２駆動機構と、を備える昇降装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１では、第１駆動機構および第２駆動機構は、ねじ軸と、ねじ軸の回転に連動して移動可能なナットと、を含むボールねじである。

実開平６－５３０４２号公報

上記特許文献１の昇降装置では、第１駆動機構および第２駆動機構がボールねじであるため、昇降装置の断面高さ（昇降装置を設置した設置面に垂直な方向における昇降装置の高さ）が高くなる場合がある。上記昇降装置では、昇降装置の断面高さを小さくする、すなわちコンパクト化を達成できることが好ましい。そこで、コンパクト化を達成することが可能な昇降装置を提供することを目的の１つとする。

本開示に従った昇降装置は、平面状の第１の面を有する第１ベース部と、第１の面に対向する平面状の第２の面と、第１の面に垂直な方向である第１方向において第２の面とは反対側に配置され、第１の面に対して傾斜する平面状の第３の面と、を含む第２ベース部と、第１の面または第２の面に固定され、直線状に延びる第１レールと、第１の面および第２の面のうち、第１レールが固定されない面に固定され、第１レール上を走行可能な第１スライダと、第１の面または第２の面に固定され、第１レールに沿って並べて配置される複数の第１コイルを有する第１固定子モジュールと、第１の面および第２の面のうち、第１固定子モジュールが固定されない面に固定され、複数の第１コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第１磁石と、第３の面に対向する平面状の第４の面を含むテーブルと、第３の面または第４の面に固定され、第１の面に対して傾斜するように直線状に延びると共に第１方向に垂直な仮想平面に投影した投影像において第１レールと平行に延びる第２レールと、第３の面および第４の面のうち、第２レールが固定されない面に固定され、第２レール上を走行可能な第２スライダと、第３の面または第４の面に固定され、第２レールに沿って並べて配置される複数の第２コイルを有する第２固定子モジュールと、第３の面および第４の面のうち、第２固定子モジュールが固定されない面に固定され、複数の第２コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第２磁石と、を備える。

上記昇降装置によれば、コンパクト化を達成することができる。

図１は、昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図２は、昇降装置の構造を示す概略正面図である。図３は、昇降装置の構造を示す概略側面図である。図４は、第２支持部、第３支持部、第２レール、第２スライダ、第２固定子モジュール、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図５は、第１磁石、第２ベース部、第２レール、第２スライダ、第２固定子モジュール、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図６は、第２スライダ、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図７は、第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュールおよび第１磁石を取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図８は、第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュールおよび第１磁石を取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図９は、第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュール、第１磁石および第２部分を取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図１０は、第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュール、第１磁石、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図１１は、昇降装置の電気的な接続状態を示すブロック図である。図１２は、昇降装置が昇降している状態を示す概略正面図である。図１３は、昇降装置が昇降している状態を示す概略正面図である。

［実施形態の概要］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示の昇降装置は、平面状の第１の面を有する第１ベース部と、第１の面に対向する平面状の第２の面と、第１の面に垂直な方向である第１方向において第２の面とは反対側に配置され、第１の面に対して傾斜する平面状の第３の面と、を含む第２ベース部と、第１の面または第２の面に固定され、直線状に延びる第１レールと、第１の面および第２の面のうち、第１レールが固定されない面に固定され、第１レール上を走行可能な第１スライダと、第１の面または第２の面に固定され、第１レールに沿って並べて配置される複数の第１コイルを有する第１固定子モジュールと、第１の面および第２の面のうち、第１固定子モジュールが固定されない面に固定され、複数の第１コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第１磁石と、第３の面に対向する平面状の第４の面を含むテーブルと、第３の面または第４の面に固定され、第１の面に対して傾斜するように直線状に延びると共に第１方向に垂直な仮想平面に投影した投影像において第１レールと平行に延びる第２レールと、第３の面および第４の面のうち、第２レールが固定されない面に固定され、第２レール上を走行可能な第２スライダと、第３の面または第４の面に固定され、第２レールに沿って並べて配置される複数の第２コイルを有する第２固定子モジュールと、第３の面および第４の面のうち、第２固定子モジュールが固定されない面に固定され、複数の第２コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第２磁石と、を備える。

本開示の昇降装置において、第１コイルに流れる電流の向きを変化させることにより、第１ベース部と第１磁石との間の磁束密度を変化させ、第２ベース部は第１レールが延びる方向（例えば水平方向）に沿って移動することができる。また、第２コイルに流れる電流の向きを変化させることにより、第２ベース部と第２磁石との間の磁束密度を変化させ、テーブルは第２レールが延びる方向（傾斜方向）に沿って移動することができる。

ここで、例えば、第１レールが水平面と平行となるように昇降装置を設置すると、第２レールは水平面に対して傾斜する。第２レールの水平面に対する傾斜角がθ（ｒａｄ）である場合、テーブルが第２ベース部に対して距離ｄだけ移動すると、テーブルは鉛直方向にｄ×ｓｉｎ（θ）だけ移動すると共に水平方向にｄ×ｃｏｓ（θ）だけ移動する。このとき、第２ベース部を第１ベース部に対して、上記テーブルの水平方向の移動の向きと逆向きにｄ×ｃｏｓ（θ）だけ移動させることにより、テーブルを水平方向の位置を変えることなく、鉛直方向に移動（昇降）させることができる。

このような構成を採用することで、テーブルを鉛直方向に沿って移動させるような直動案内機器を設置しなくても、テーブルを昇降させることができる。また、本開示の昇降装置は、第１スライダや第２スライダを走行させるための駆動源としてボールねじを用いないため、昇降装置のコンパクト化を達成することができる。このように本開示の昇降装置によれば、昇降装置のコンパクト化を達成することが可能な昇降装置を提供することができる。

上記昇降装置では、第２レールに沿って延びる形状を有し、第２ベース部に固定される第１端部と、テーブルに固定される第２端部と、を含み、第２ベース部に対してテーブルが第１ベース部に近付くように相対的に移動することを規制可能な弾性部材をさらに備えてもよい。このような構成を採用することで、昇降装置への電力の供給を止めた際にテーブルが第１ベース部に近付くようにずり下がることを抑制できる。また、テーブルに加わる弾性部材の張力によって、第１ベース部から離れるようにテーブルを移動させることが容易となる。

上記昇降装置では、弾性部材は、つる巻きばねであってもよい。つる巻きばねの中心軸が、第２レールが延びる方向に沿うように配置されてもよい。つる巻きばねは、昇降装置の弾性部材として好適である。

上記昇降装置では、第２レールに沿って延びる第１貫通孔を有し、弾性部材の第１端部を保持する第１接続部と、第１貫通孔を貫通すると共にテーブルにねじ込まれ、第１接続部をテーブルに対して固定するねじと、をさらに備えてもよい。このような構成を採用することで、テーブルに対して第１接続部が固定される位置を第２レールが延びる方向に沿って調整し、テーブルに加わる弾性部材の張力を調整することができる。

［実施形態の具体例］
次に、本開示の昇降装置の具体的な実施の形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１は、本開示の一実施の形態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図１において、Ｙ軸方向は第１の面の長辺に沿った方向であり、Ｘ軸方向は第１の面の短辺に沿った方向であり、Ｚ軸方向は第１の面（Ｘ－Ｙ平面）に垂直な方向である。図２は、昇降装置の構造を示す概略正面図である。図３は、昇降装置の構造を示す概略側面図である。図４は、図１に示す昇降装置から第２支持部、第３支持部、第２レール、第２スライダ、第２固定子モジュール、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図４においては、内部の構造を示す観点から一部の部品を部分的に切断した状態が示されている。図４において、ハッチングが付された領域は、断面に対応する。図５は、図１に示す昇降装置から第１磁石、第２ベース部、第２レール、第２スライダ、第２固定子モジュール、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図６は、図１に示す昇降装置から第２スライダ、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図７は、図１に示す昇降装置から第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュールおよび第１磁石を取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図８は、図１に示す昇降装置から第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュールおよび第１磁石を取り外した状態に対応し、図７とは異なる視点から見た斜視図である。図９は、図１に示す昇降装置から第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュール、第１磁石および第２部分を取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。図９においては、内部の構造を示す観点から一部の部品を部分的に切断した状態が示されている。図９において、ハッチングが付された領域は、断面に対応する。図１０は、図１に示す昇降装置から第１ベース部、第１レール、第１スライダ、第１固定子モジュール、第１磁石、第２磁石およびテーブルを取り外した状態における昇降装置の構造を示す概略斜視図である。

図１～図４を参照して、本実施の形態における昇降装置１は、第１ベース部１０と、第２ベース部４０と、第１レール２１Ａ，２１Ｂと、第１スライダ６１Ａ，６１Ｂと、第１固定子モジュール３１と、複数の第１磁石５１と、を備える。昇降装置１は、後述するコイルと磁石を用いたいわゆるリニアモータを駆動源とする。

第１ベース部１０は、平板状の形状を有する。第１ベース部１０は、長方形状の平面である第１の面１０Ａを含む。第１の面１０Ａの外縁には、Ｙ軸方向に沿って間隔をあけて複数のねじ穴１３が形成されている。第１の面１０Ａ上に第１レール２１Ａ，２１Ｂが固定されている。第１レール２１Ａ，２１Ｂのねじ穴２１２が形成された位置と第１ベース部１０のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように配置され、ねじ２１１がねじ込まれることで、第１レール２１Ａ，２１Ｂは第１ベース部１０に対して固定されている。第１レール２１Ａ，２１Ｂは、直線状に延びる形状を有する。第１レール２１Ａ，２１Ｂは、Ｙ軸方向に沿って配置される。第１レール２１Ａと、第１レール２１Ｂとは、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置される。

図４を参照して、第１固定子モジュール３１は、第１の面１０Ａ上に固定されている。第１固定子モジュール３１は、平板状の基板３１６と、複数の第１コイル３１１と、モールド部３１２と、コード３１３、保護シート３１４と、を含む。基板３１６は、第１の面１０Ａ上に配置されている。基板３１６のねじ穴（図示せず）が形成された位置と第１ベース部１０のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように基板３１６が配置され、ねじ３１５がねじ込まれることで、第１ベース部１０に対して基板３１６が固定されている。Ｚ軸方向から平面的に見て、基板３１６は、長方形状の形状を有する。基板３１６の表面上に複数の第１コイル３１１が配置されている。第１コイル３１１は、電磁石である。複数の第１コイル３１１は、Ｙ軸方向に沿って並べて配置される。第１コイル３１１は、平板環状の形状を有する。第１コイル３１１の中心軸は、Ｘ－Ｙ平面に交差（本実施の形態では直交）する。複数の第１コイル３１１同士は、電気的に接続されている。複数の第１コイル３１１に電流を流した際に第１コイル３１１の磁界の向きが交互に反対となるように、複数の第１コイル３１１は並べて配置されている。複数の第１コイル３１１は、結線部を介してコード３１３に電気的に接続されている。コード３１３は、外部電源に電気的に接続される。

基板３１６および複数の第１コイル３１１を覆うように樹脂製のモールド部３１２が配置されている。モールド部３１２によって、複数の第１コイル３１１は基板３１６上に固定されている。モールド部３１２を構成する材料は、例えばエポキシ樹脂である。モールド部３１２の表面を覆うように保護シート３１４が配置されている。保護シート３１４は、例えば接着剤によってモールド部３１２に固定されている。第１の面１０Ａの短辺に沿って、エンドプレート１４，１５が第１の面１０Ａ上に配置されている。エンドプレート１４，１５を配置することで、後述する第２ベース部４０が第１ベース部１０から飛び出してしまうことを抑制することができる。エンドプレート１４，１５のねじ穴（図示せず）が形成された位置と第１ベース部１０のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するようにエンドプレート１４，１５が配置され、ねじ１４１，１５１がねじ込まれることで、エンドプレート１４，１５は第１ベース部１０に対して固定されている。図２を参照して、エンドプレート１４，１５は、パッド１４Ａ，１５Ａを有する。図１および図２を参照して、第１ベース部１０のＹ軸方向における中央には、センサ１１が設置されている。センサ１１のコード１１ａは、第１ベース部１０に固定されている支持バンド１２によって保持されている。

図１および図２を参照して、第２ベース部４０は、第１支持部４１と、第２支持部４２と、第３支持部４３と、を含む。第１支持部４１は、平板状の形状を有する。第１支持部４１は、Ｚ軸方向における一方の面４１Ａと、面４１Ａとは反対側に配置される第２の面としての面４１Ｂとを含む。面４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ長方形状の形状を有する。面４１Ｂは、第１の面１０Ａに対向する。面４１Ｂは、第１の面１０Ａに対して平行に配置される。第２支持部４２は、第１支持部４１の面４１Ａに接触するように、第１支持部４１に固定されている。第２支持部４２は、四角柱状の形状を有する。第２支持部４２は、第１支持部４１の面４１Ａに接触する側面４２Ｂと、Ｚ軸方向において側面４２Ｂとは反対側の側面４２Ａと、側面４２Ａと側面４２Ｂとを接続する側面４２Ｃ，４２Ｄとを含む。側面４２Ａは、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜している。側面４２Ａは、平面状の形状を有する。図３を参照して、第２支持部４２の側面４２Ｃには、凹部４２１が形成されている。図１および図２を参照して、第３支持部４３は、第２支持部４２の側面４２Ａに接触するように、第２支持部４２に固定されている。第３支持部４３は、平板状の形状を有する。第３支持部４３は、厚み方向において第２支持部４２とは反対側に配置される第３の面としての面４３Ａを含む。面４３Ａは、長方形状の形状を有する。面４３Ａは、Ｘ－Ｙ平面に対して傾斜するように配置される。面４３Ａは、Ｚ軸方向において、第２支持部４２から見て第１支持部４１の面４１Ｂとは反対側に配置される。図６を参照して、面４３Ａの外縁には、Ｙ軸方向に間隔をあけて複数のねじ穴４３３が形成されている。第３支持部４３のねじ穴４３３が形成された位置と、第２支持部４２のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように第３支持部４３が配置され、ねじ４２２がねじ穴４３３にねじ込まれる。

図４を参照して、第１支持部４１の面４１Ｂには、複数の第１コイル３１１に対向するように複数の第１磁石５１が固定されている。第１磁石５１は、永久磁石である。第１磁石５１は、直方体状の形状を有する。複数の第１磁石５１は、磁界の向きが交互に反対となるようにＹ軸方向に沿って並んで配置される。より具体的には、Ｙ軸方向に沿って、第１コイル３１１に対向する側の表面がＮ極の磁極である第１磁石５１と、第１コイル３１１に対向する側の表面がＳ極の磁極である第１磁石５１とが交互に並んで配置される。図４および図５を参照して、第１支持部４１の面４１Ｂには、一対の第１スライダ６１Ａ，６１ＢがＹ軸方向に間隔をあけて２組固定されている。第１スライダ６１Ａ，６１Ｂのねじ穴６１２が形成された位置と第１支持部４１のねじ穴６１３が形成された位置とが一致するように第１スライダ６１Ａ，６１Ｂが配置され、ねじ６１１がねじ込まれることで、第１支持部４１に対して第１スライダ６１Ａ，６１Ｂが固定される。第１スライダ６１Ａと第１スライダ６１Ｂとは、複数の第１磁石５１を挟んで配置されている。第１スライダ６１Ａは、第１レール２１Ａ上を走行可能である。第１スライダ６１Ｂは、第１レール２１Ｂ上を走行可能である。本実施の形態では、２つの第１スライダ６１Ａと２つの第１スライダ６１Ｂとが、第１支持部４１に取り付けられている。第１支持部４１の面４１Ｂには、センサ１１に対向するようにリニアスケール４１１が固定されている。

図６～図９を参照して、昇降装置１は、第２レール２２Ａ，２２Ｂと、第２スライダ６２Ａ，６２Ｂと、第２固定子モジュール３２と、複数の第２磁石５２と、テーブル７０と、をさらに備える。第２レール２２Ａ，２２Ｂは、第３支持部４３の面４３Ａ上に配置されている。第２レール２２Ａ，２２Ｂのねじ穴２１２が形成された位置と、第３支持部４３のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように第２レール２２Ａ，２２Ｂが配置され、ねじ２１２がねじ込まれることで、第３支持部４３に対して第２レール２２Ａ，２２Ｂが固定されている。第２レール２２Ａ，２２Ｂは、直線状に延びる形状を有する。第２レール２２Ａ，２２Ｂは、第１の面１０Ａに傾斜する。Ｚ軸方向に垂直なＸ－Ｙ平面に第１レール２１Ａ，２１Ｂおよび第２レール２２Ａ，２２Ｂを投影した投影像において、第１レール２１Ａ，２１Ｂと第２レール２２Ａ，２２Ｂとは平行に配置される。第２レール２２Ａと、第２レール２２Ｂとは、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置される。本実施の形態では、Ｘ軸方向における第２レール２２Ａと第２レール２２Ｂとの間隔は、第１レール２１Ａと第１レール２１Ｂとの間隔と同一である。図６において、矢印Ｗは、第２レール２２Ａ，２２Ｂが延びる方向に沿った方向である。

図９を参照して、第２固定子モジュール３２は、第３支持部４３の面４３Ａ上に固定されている。第２固定子モジュール３２は、平板状の基板３２６と、複数の第２コイル３２１と、モールド部３２２と、コード３２３と、保護シート３２４と、を含む。基板３２６は、第３支持部４３の面４３Ａ上に配置されている。基板３２６のねじ穴（図示せず）が形成された位置と第３支持部４３のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように基板３２６が配置され、ねじ３２５がねじ込まれることで、第３支持部４３に対して基板３２６が固定される。基板３２６上に複数の第２コイル３２１が配置されている。第２コイル３２１は電磁石である。複数の第２コイル３２１は、矢印Ｗの方向に沿って並べて配置される。第２コイル３２１は、平板環状の形状を有する。第２コイル３２１の中心軸は、面４３Ａに交差（本実施の形態では直交）する。複数の第２コイル３２１同士は、電気的に接続されている。複数の第２コイル３２１に電流を流した際に第２コイル３２１の磁界の向きが交互に反対となるように、複数の第２コイル３２１は配置されている。複数の第２コイル３２１は、結線部を介してコード３２３に電気的に接続されている。コード３２３は、外部電源に電気的に接続される。

基板３２６および複数の第２コイル３２１を覆うように樹脂製のモールド部３２２が配置されている。モールド部３２２によって、複数の第２コイル３２１は基板３２６上に固定されている。モールド部３２２を構成する材料は、例えばエポキシ樹脂である。モールド部３２２の表面を覆うように保護シート３２４が配置されている。保護シート３２４は、例えば接着剤によってモールド部３２２に固定されている。第３支持部４３の面４３Ａの短辺に沿って、エンドプレート４３４，４３６が面４３Ａ上に配置される。エンドプレート４３４，４３６を配置することで、後述するテーブル７０が第３支持部４３から飛び出してしまうことを抑制することができる。エンドプレート４３４，４３６のねじ穴（図示せず）が形成された位置と第３支持部４３のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するようにエンドプレート４３４，４３６が配置され、ねじ４３５，４３７がねじ込まれることで、エンドプレート４３４，４３６は第３支持部４３に対して固定されている。エンドプレート４３４，４３６は、それぞれパッド４３４Ａ，４３６Ａを有する。第３支持部４３の面４３Ａの長辺の中央には、センサ４３１が設置されている。センサ４３１のコード４３１ａは、第３支持部４３に固定されている支持バンド４３２によって保持されている。

図７～図９を参照して、テーブル７０は、第１部分７１と、第２部分７２と、を含む。第１部分７１は、平板状の形状を有する。第１部分７１は、厚み方向における一方の面７１Ａと、面７１Ａとは反対側に配置される第４の面としての面７１Ｂと、を含む。面７１Ａ，７１Ｂは、長方形状の形状を有する。面７１Ｂは、第３支持部４３の面４３Ａに対向する。面７１Ｂは、面４３Ａに平行に配置される。第２部分７２は、第１部分７１の面７１Ａ上に接触するように、第１部分７１に固定されている。第２部分７２のねじ穴７２２が形成された位置と第１部分７１のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように第２部分７２が配置され、ねじ７２１がねじ込まれることで、第１部分７１に対して第２部分７２が固定されている。第２部分７２は、四角柱状の形状を有する。第２部分７２は、Ｚ軸方向において第２部分７２の第１部分７１とは反対側の側面７２Ａを含む。側面７２Ａは、平面状の形状を有する。側面７２Ａは、Ｘ－Ｙ平面に平行である。

図９を参照して、第１部分７１の面７１Ｂには、複数の第２コイル３２１に対向するように複数の第２磁石５２が固定されている。第２磁石５２は、永久磁石である。第２磁石５２は、直方体状の形状を有する。複数の第２磁石５２は、磁界の向きが交互に反対となるように矢印Ｗの方向に沿って並んで配置される。より具体的には、第２コイル３２１に対向する表面にＮ極の磁極を有する第２磁石５２と、第２コイル３２１に対向する表面にＳ極の磁極を有する第２磁石５２とが交互に並んで配置される。図９および図１０を参照して、第１部分７１の面７１Ｂには、一対の第２スライダ６２Ａ，６２Ｂが固定されている。第２スライダ６２Ａ，６２Ｂのねじ穴（図示せず）が形成された位置と第１部分７１のねじ穴６２２が形成された位置とが一致するように配置され、ねじ６２１がねじ込まれることで、第２スライダ６２Ａ，６２Ｂは第１部分７１に対して固定される。第２スライダ６２Ａと第２スライダ６２Ｂとは、複数の第２磁石５２を挟んで配置されている。第２スライダ６２Ａは、第２レール２２Ａ上を走行可能である。第２スライダ６２Ｂは、第２レール２２Ｂ上を走行可能である。本実施の形態では、２つの第２スライダ６２Ａと、２つの第２スライダ６２Ｂとが第１部分７１に取り付けられている。第１部分７１の面７１Ｂには、センサ４３１に対向するようにリニアスケール７１１が固定されている。

図７および図８を参照して、昇降装置１は、弾性部材としてのつる巻きばね８１と、第１接続部８２と、第２接続部８３と、をさらに備える。第１接続部８２は、鋼板が屈曲した構造を有する。第１接続部８２は、平板状のヘッド８２１と、平板状の接続部８２２と、平板状の８２３の屈曲部８２３と、を含む。接続部８２２は、ヘッド８２１の外縁からＹ－Ｚ平面に沿って配置される。屈曲部８２３は、接続部８２２のヘッド８２１とは反対側の端部からＸ軸方向に沿って屈曲する。屈曲部８２３には、厚み方向に貫通する貫通孔８２Ｂが形成されている。ヘッド８２１には、矢印Ｗの方向に沿って延びる第１貫通孔８２Ａが形成されている。第１接続部８２の第１貫通孔８２Ａが形成された位置と第２部分７２のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように第１接続部８２が配置され、２つのねじ８４がねじ込まれることで、第１接続部８２は第２部分７２に対して固定される。第２接続部８３は、鋼板が屈曲した構造を有する。第２接続部８３は、平板状の板状部８３１と、板状部８３１の外縁からＹ－Ｚ平面に沿って配置される平板状の屈曲部８３２と、を含む。屈曲部８３２には、厚み方向に貫通する貫通孔８３Ａが形成されている。板状部８３１のねじ穴（図示せず）が形成された位置と第２支持部４２のねじ穴（図示せず）が形成された位置とが一致するように第２接続部８３が配置され、ねじ８５がねじ込まれることで、第２接続部８３は第２支持部４２に対して固定される。つる巻きばね８１の一方の端部には、第１係合部８１１が形成されている。つる巻きばね８１の他方の端部には、第２係合部８１２が形成されている。第１係合部８１１は、第１接続部８２の貫通孔８２Ｂに挿通されている。第２係合部８１２は、第２接続部８３の貫通孔８３Ａに挿通されている。このようにして、つる巻きばね８１は、第１接続部８２と第２接続部８３とを接続する。つる巻きばね８１は、第２ベース部４０に対してテーブル７０が矢印Ｗの向きとは反対の向きに相対的に移動することを規制することができる。

図１１を参照して、昇降装置１は、制御部８０をさらに備える。制御部８０は、第１固定子モジュール３１の第１コイル３１１と、第２固定子モジュール３２の第２コイル３２１と、センサ１１，４３１とに電気的に接続されている。図２を参照して、制御部８０は、センサ１１，４３１の出力信号（位置情報）に基づき、第１コイル３１１および第２コイル３２１に流れる電流を制御することで、第２ベース部４０のＹ軸方向における位置（水平方向の位置）、およびテーブル７０の矢印Ｗの方向における位置（傾斜方向の位置）を制御する。なお、図１１は、図示されている内容を分かり易くするため、センサ１１，４３１の記載が省略されている。

次に、テーブル７０が昇降する際の動作について説明する。例えば、第１レール２１Ａ，２１Ｂが水平面と平行となるように昇降装置１を設置する。第２レール２２Ａ，２２Ｂの水平面に対する傾斜角がθ（ｒａｄ）である場合、テーブル７０が第２ベース部４０に対して距離ｄだけ移動すると、テーブルは鉛直方向にｄ×ｓｉｎ（θ）だけ移動すると共に水平方向にｄ×ｃｏｓ（θ）だけ移動する。このとき、第２ベース部４０を第１ベース部１０に対して、上記テーブル７０の水平方向の移動の向きと逆向きにｄ×ｃｏｓ（θ）だけ移動させることにより、テーブル７０を水平方向の位置を変えることなく、鉛直方向に移動（昇降）させることができる。

図１２を参照して、第２ベース部４０を矢印Ｌ_１の向きに移動させると共に、テーブル７０を矢印Ｒ_１の向きに移動させるように昇降装置１を制御する。このようにすることで、テーブル７０のＺ軸方向における位置を下降することができる。図１３を参照して、第２ベース部４０を矢印Ｌ_２の向きに移動させると共に、テーブル７０を矢印Ｒ_２の向きに移動させるように昇降装置１を制御する。このようにすることで、テーブル７０のＺ軸方向における位置を上昇することができる。

本実施の形態における昇降装置１によれば、テーブル７０を鉛直方向に沿って移動させるような直動案内機器を設置しなくても、テーブル７０を昇降させることができる。また、本開示の昇降装置は、第１スライダ６１Ａ，６１Ｂや第２スライダ６２Ａ，６２Ｂを走行させるための駆動源としてボールねじを用いないため、昇降装置１のコンパクト化を達成することができる。このように本実施の形態における昇降装置１によれば、コンパクト化を達成することが可能な昇降装置１が提供される。

本実施の形態における昇降装置１は、工作機械、各種組立装置、試験装置、または半導体の製造装置等に適用可能である。本実施の形態における昇降装置１は、加工、組み立てまたは検査等の処理を行うために、被処理対象物を載置したテーブル７０を昇降させる昇降装置に適用可能である。この際に、テーブル７０の第２部分７２の側面７２Ａは、被処理対象物の載置面となる。

上記実施の形態では、昇降装置１は、つる巻きばね８１を備える。つる巻きばね８１の一方の端部は第１接続部８２に保持され、他方の端部は第２接続部８３に保持されている。つる巻きばね８１の中心軸は、矢印Ｗの方向に沿うように配置されている。このような構成を採用することで、昇降装置１への電力の供給を止めた際にテーブル７０が第１ベース部１０に近付くようにずり下がることを抑制できる。また、テーブル７０に加わるつる巻きばね８１の張力によって、第１ベース部１０から離れるようにテーブル７０を移動させることが容易となる。上記実施の形態では、弾性部材としてつる巻きばね８１を採用する場合について説明したが、これに限られず、弾性部材として矢印Ｗの方向に沿って延びる形状を有するゴムを採用してもよい。

上記実施の形態では、昇降装置１は、矢印Ｗの方向に沿って延びる第１貫通孔８２Ａを有する第１接続部８２と、第１貫通孔８２Ａを貫通すると共に第２部分７２にねじ込まれ、第１接続部８２を第２部分７２に対して固定するねじ８４と、を備える。このような構成を採用することで、第２部分７２に対して第１接続部８２が固定される位置を矢印Ｗの方向に沿って調整し、第２部分７２に加わるつる巻きばね８１の張力を調整することができる。

なお、上記実施の形態では、第１レール２１Ａ，２１Ｂおよび第１固定子モジュール３１が第１ベース部１０の第１の面１０Ａ上に固定され、第１スライダ６１Ａ，６１Ｂおよび複数の第１磁石５１が第１支持部４１の面４１Ｂ上に固定される場合について説明したが、これに限られず、第１レール２１Ａ，２１Ｂおよび第１固定子モジュール３１が第１支持部４１の面４１Ｂ上に固定され、第１スライダ６１Ａ，６１Ｂおよび複数の第１磁石５１が第１ベース部１０の第１の面１０Ａ上に固定されてもよい。また、上記実施の形態では、第２レール２２Ａ，２２Ｂおよび第２固定子モジュール３２が第３支持部４３の面４３Ａ上に固定され、第２スライダ６２Ａ，６２Ｂおよび複数の第２磁石５２がテーブル７０の第１部分７１の面７１Ｂ上に固定される場合について説明したが、これに限られず、第２レール２２Ａ，２２Ｂおよび第２固定子モジュール３２が第１部分７１の面７１Ｂ上に固定され、第２スライダ６２Ａ，６２Ｂおよび複数の第２磁石５２が第３支持部４３の面４３Ａ上に固定されてもよい。また、モールド部３１２，３２２を構成する材料はエポキシ樹脂に限られず、バルクモールディングコンパウンド（以下、ＢＭＣとする）を採用することができる。ＢＭＣは、強化材、充てん材および硬化剤を不飽和ポリエステル樹脂に混合した後に、射出成形して得られる材料である。

上記実施の形態では、テーブル７０を水平方向の位置を変えることなく、鉛直方向に移動させる場合について説明したが、これに限られず、第１レール２１Ａ，２１Ｂに沿って第２ベース部４０だけを移動させることで、テーブル７０をＹ軸方向に沿って移動させることができる。また、テーブル７０とは異なる第２テーブルをＺ軸方向に間隔をあけて配置し、Ｘ軸方向に沿って配置される第３レールと、第３レール上を走行可能な第３スライダと、第３レールに沿って配置される複数の第３コイルを有する第３固定子モジュールと、複数の第３コイルに対向する複数の第３磁石と、を取り付けることで、Ｘ軸方向にも移動可能な昇降装置１とすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１昇降装置、１０第１ベース部、１０Ａ第１の面、１１，４３１センサ、１１ａ，３１３，３２３，４３１ａコード、１２，４３２支持バンド、１３，２１２，４３３，６１２，６１３，６２２，７２２ねじ穴、１４，１５，４３４，４３６エンドプレート、１４Ａ，１５Ａ，４３４Ａ，４３６Ａパッド、２１Ａ，２１Ｂ第１レール、２２Ａ，２２Ｂ第２レール、３１第１固定子モジュール、３２第２固定子モジュール、４０第２ベース部、４１第１支持部、４１Ａ，４１Ｂ，４３Ａ，７１Ａ，７１Ｂ面、４２第２支持部、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，７２Ａ側面、４３第３支持部、５１第１磁石、５２第２磁石、６１Ａ，６１Ｂ第１スライダ、６２Ａ，６２Ｂ第２スライダ、７０テーブル、７１第１部分、７２第２部分、８０制御部、８１つる巻きばね、８２第１接続部、８２Ａ第１貫通孔、８２Ｂ，８３Ａ貫通孔、８３第２接続部、８４，８５，１４１，１５１，２１１，２１２，３１５，３２５，４２２，４３５，４３７，６１１，６２１，７２１ねじ、３１１第１コイル、３１２，３２２モールド部、３１４，３２４保護シート、３１６，３２６基板、３２１第２コイル、４１１，７１１リニアスケール、４２１凹部、８１１第１係合部、８１２第２係合部、８２１ヘッド、８２２接続部、８２３，８３２屈曲部、８３１板状部、Ｌ１，Ｌ２，Ｒ１，Ｒ２，Ｗ矢印、ｄ距離。

Claims

平面状の第１の面を有する第１ベース部と、
前記第１の面に対向する平面状の第２の面と、前記第１の面に垂直な方向である第１方向において前記第２の面とは反対側に配置され、前記第１の面に対して傾斜する平面状の第３の面と、を含む第２ベース部と、
前記第１の面または前記第２の面に固定され、直線状に延びる第１レールと、
前記第１の面および前記第２の面のうち、前記第１レールが固定されない面に固定され、前記第１レール上を走行可能な第１スライダと、
前記第１の面または前記第２の面に固定され、前記第１レールに沿って並べて配置される複数の第１コイルを有する第１固定子モジュールと、
前記第１の面および前記第２の面のうち、前記第１固定子モジュールが固定されない面に固定され、前記複数の第１コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第１磁石と、
前記第３の面に対向する平面状の第４の面を含むテーブルと、
前記第３の面または前記第４の面に固定され、前記第１の面に対して傾斜するように直線状に延びると共に前記第１方向に垂直な仮想平面に投影した投影像において前記第１レールと平行に延びる第２レールと、
前記第３の面および前記第４の面のうち、前記第２レールが固定されない面に固定され、前記第２レール上を走行可能な第２スライダと、
前記第３の面または前記第４の面に固定され、前記第２レールに沿って並べて配置される複数の第２コイルを有する第２固定子モジュールと、
前記第３の面および前記第４の面のうち、前記第２固定子モジュールが固定されない面に固定され、前記複数の第２コイルに対向すると共に、磁界の向きが交互に反対となるように並べて配置される複数の第２磁石と、
前記第１固定子モジュールの前記第１コイル、および、前記第２固定子モジュールの前記第２コイルと電気的に接続される制御部と、
を備える、昇降装置。
前記第２ベース部は、
前記第２の面を含み平板状の形状を有する第１支持部と、
前記第１の面に対して傾斜する側面を有する四角柱状の形状を有する第２支持部と、
前記第３の面を含む平板状の形状を有する第３支持部と、を含み、
前記第１レールおよび前記第１固定子モジュールは前記第１の面に固定され、
前記第１スライダおよび前記第１磁石は前記第２の面に固定され、
前記第２レールおよび前記第２固定子モジュールは前記第３の面に固定され、
前記第２スライダおよび前記第２磁石は前記第４の面に固定される、
請求項１に記載の昇降装置。
前記第２レールに沿って延びる形状を有し、前記第２ベース部に固定される第１端部と、前記テーブルに固定される第２端部と、を含み、前記第２ベース部に対して前記テーブルが前記第１ベース部に近付くように相対的に移動することを規制可能な弾性部材をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の昇降装置。
前記弾性部材は、つる巻きばねであり、
前記つる巻きばねの中心軸が、前記第２レールが延びる方向に沿うように配置される、請求項３に記載の昇降装置。
前記第２レールに沿って延びる第１貫通孔を有し、前記弾性部材の前記第１端部を保持する第１接続部と、
前記第１貫通孔を貫通すると共に前記テーブルにねじ込まれ、前記第１接続部を前記テーブルに対して固定するねじと、をさらに備える、請求項３に記載の昇降装置。