JPH0246336B2 - - Google Patents

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JPH0246336B2
JPH0246336B2 JP58190754A JP19075483A JPH0246336B2 JP H0246336 B2 JPH0246336 B2 JP H0246336B2 JP 58190754 A JP58190754 A JP 58190754A JP 19075483 A JP19075483 A JP 19075483A JP H0246336 B2 JPH0246336 B2 JP H0246336B2
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JP
Japan
Prior art keywords
feed screw
nut
frame
linear motion
needle roller
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58190754A
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English (en)
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JPS6085848A (ja
Inventor
Minoru Tanaka
Hitoshi Kubota
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP19075483A priority Critical patent/JPS6085848A/ja
Publication of JPS6085848A publication Critical patent/JPS6085848A/ja
Publication of JPH0246336B2 publication Critical patent/JPH0246336B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
    • B23Q5/408Nut bearings therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/2445Supports or other means for compensating misalignment or offset between screw and nut

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高精度送りを必要とする送りネジナ
ツトの支持構造に係り、特にネジのラジアル振れ
を直接テーブルに伝達させない高精度直動テーブ
ルに関する。
〔発明の背景〕
パターン検査装置や露光装置等の半導体製造設
備においては高精度移動テーブルが必要不可欠で
あるが、近年LSIの微細化、高集積化に伴ない移
動テーブルに対する要求精度も一段と高まりつつ
ある。現在これらの移動テーブルに対する要求精
度はストローク200mm程度のテーブルにおいて直
進性、送り精度共にサブミクロンオーダの精度が
要求されている。
第1図は従来の一般的な構成を示した図であ
る。図において移動テーブル1はベース2上に固
定した直動案内3によつてガイドし、駆動モータ
4により送りネジ5を回転させ、移動テーブル1
に固定したナツト6に送りをかけることにより直
線移動させる。移動テーブル1は、直動案内3の
案内精度で移動することが望ましいが、第1図に
示した様にナツト6を移動テーブル1にソリツド
に自由度なく取付けた場合は、比較的入手が容易
な直動案内3の直進案内精度が長さ200mm程度で
1〜2μmであるのに対し、直径16mm、長さ300mm
程度の送りネジ5を精度よく製作してもラジアル
振れ40〜50μm程度以下にすることは困難であり、
従つて送りネジ5のラジアル振れが直接移動テー
ブル1に伝達され、本来の精度が出なかつたり、
直動案内3部や送りネジ5のナツト6との結合部
で摩擦抵抗が増加して円滑な動作が阻害されてし
まうという問題があつた。特に最近では案内精度
に優れる静圧直進空気案内が急増しているが、こ
の案内方式は、高精度直進案内が可能な反面剛性
が低い為、上述した従来技術の欠点は大きな問題
となつている。
上記従来技術の問題点の解決策として以下に示
す2つの例がある。
先ず第1の例を第2図に示す。この例はナツト
6を板バネ7で支持したもので、第2図は直動テ
ーブルのうちナツト6の支持部を部分的に示した
図である。ナツト6は移動テーブル1の端部に設
けたコの字形の溝部内に、一定の空隙を有する様
に配置し、ナツト6の一辺と移動テーブル1とを
図示の如き2ケ所を半円状に湾曲させた板バネ7
で結合し固定ネジ8により固定して送りネジ5の
ラジアル振れに対して自由度を持たせてある。本
実施例によれば、送りネジ5のラジアル振れに対
しては、板バネ7の上下左右方向への変形で逃げ
ており、変形量に応じて移動テーブル1に外力が
発生する。この外力は第1図の実施例に比較した
場合、かなり小さい力である為、案内剛性の大き
い直動テーブルに対しては有効であるが、静圧直
進空気案内の様な低剛性の案内を有する直動テー
ブルに対して十分な解決手段にならない。又、第
2図の例においては、ナツト6を送りネジ5の軸
心回りの回転方向に拘束してない為、送りネジ5
の送り方向に対して正確な位置決めができない欠
点がある。第3図はこの欠点を説明する為の図で
送りネジ5が第3図の矢印の方向に回転した場
合、送りネジ5とナツト6との摩擦抵抗に応じて
ナツト6が回転する。このナツト6の回転は送り
ネジ5の送り誤差を意味し、例えばナツト6がθ
(rad)だけ回転したとすると(ネジリード)×
(θ/2π)の送り誤差となる。又、このことは定
速性が重要である直動テーブルにおいては速度変
動を意味するものである。更にナツト6が送りネ
ジ5との摩擦抵抗により容易に回転するというこ
とは、送りネジ5の駆動を停止して移動テーブル
1の送りを止めても板バネ7の復元力によりナツ
ト6が減衰振動をしながら所定の停止位置に停止
する為位置決め時間が長くかかるという問題もあ
る。
第4図〜第6図に従来技術の問題点を解決する
第2の公知例を示す。第4図は第6図のAA断面
を、第5図は第6図のBB断面を示したもので、
移動ステージ1に対してナツト6を転動体9,1
0を介して支持した構造をしている。ナツト6は
対向する2面の一方に円柱状突起部11を有し、
他方に角柱状突起部12を有する特殊な形状をし
ており、又移動ステージ1には円形穴13及び角
形穴14を穿つてあり、この穴部と前記突起部間
に転動体9,10を介してナツト6と移動ステー
ジ1を支持しており、送りネジ5のラジアル振れ
に対して自由度のある構造となつている。第7図
は、この実施例における動作状況を説明する為の
図で、送りネジ5がeだけ移動ステージ1に対し
て外側に振れた状態を示している。本方式によれ
ば、ナツト6は送りネジ5のラジアル振れに対し
て、円柱状突起部11と転動体9との接触部付近
を中心として、ラジアル振れ方向に回転し、更に
転動体9,10の転動により柱状突起部の軸心方
向に微小移動して、ラジアル振れを逃げでいる。
しかし本方式においても第7図で明らかな如く、
第1の実施例と同様な欠点を有する。即ち送りネ
ジ5のラジアル振れに対してナツト6が回転し、
送り誤差、あるいは速度変動が発生し、又、円柱
状突起部11と転動体9及び円形穴13の接触部
においては、ナツト6の回転に比例して転動体挿
入空間の間隔が狭まり、接触部分が変形し、ナツ
ト支持部の円滑な動作を阻害する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、送りネジのラジアル振れをテ
ーブルに伝達せず、送り精度が良く、速度変動、
移動抵抗の変動がなく、停止時の減衰振動が少な
い高速位置決め可能な直動テーブルを提供するこ
とにある。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、送りネ
ジに噛み合う角ナツトによりテーブルを直動させ
る直動テーブルにおいて、上記角ナツトの外側の
上記送りネジの軸心に対する左右の両面について
ニードルローラを挾んで密着支持し、上記角ナツ
トの送りネジの軸心方向と直角な前後両側につい
て挾むように軸心を水平方向に向けた少なくとも
3本のころがり軸受を設けた枠と、該枠の上端面
と上記テーブルの突起部の下端面との間にニード
ルローラを挾んで上記枠と上記テーブルとを上記
ニードルローラを介して密着させるばね張力付与
手段と、上記テーブルの突起部の送りネジの軸心
方向と直角な前後両側について挾むように軸心を
上下方向に向けて上記枠に設けた少なくとも2本
のころがり軸受とを備え、送りネジのナツトを、
送りネジのラジアル振れ方向にのみ自由度を有
し、送り方向及び送りネジの軸心回りの回転方向
に対して拘束するようにテーブルに支持したこと
を特徴とする直動テーブルである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第8図、第9図によ
り説明する。第8図は本実施例を説明する為の送
りネジの軸心方向に切断した断面図、第9図は第
8図におけるC矢視図である。送りネジ5と係合
した角形のナツト6は、第9図の如く枠15に対
して対向する上下2面は一定の空間を有し、左右
2面はニードルローラ16を狭んで密着させ、送
りネジ5の軸心に対して直角な前後2面は、枠1
5に取付けたころがり軸受17,18で狭持し、
送りネジ5の送り方向、左右のラジアル振れ方
向、軸心回りの回転方向に対して運動を拘束し、
上下方向の移動に対してのみ自由度を持たせてあ
る。ころがり軸受17は枠15に対して偏心軸1
9で取付けてありナツト6を枠15に対してガタ
なく狭持できる様にしてある。次に枠15は移動
テーブル1に対して上下方向には弾性体20によ
りニードルローラ21を密着狭持するように連結
し、送りネジ5の送り方向に対しては、枠15は
取付けたころがり軸受22,23により移動テー
ブル1の突起部24を狭持するように連結して、
送りネジ5の送り方向、上下のラジアル振れ方
向、軸心回りの回転方向の運動を拘束し、左右方
向の移動に対してのみ自由度を持たせてある。こ
ろがり軸受22は、ころがり軸受17と同様枠1
5に対して偏心軸25で取付けてあり移動テーブ
ル1の突起部24を枠15にガタなく狭持可能と
してある。以上述べたナツト支持構造の直動テー
ブルをラジアル振れを有する送りネジ5で駆動し
た場合、上下の振れに対しては、ナツト6と枠1
5間で、左右の振れに対しては枠15と移動テー
ブル1間で逃げることができ、しかも送り方向、
軸心回りの回転方向に対しては自由度を拘束して
ある為、正確に移動テーブル1を送ることができ
る。
以上の説明では、ナツト6と枠15及び枠15
と移動テーブル1とはころがり案内により結合し
た例を示したが、すべり案内によつて結合しても
同様の動作は可能である。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明によれば送りネジのナ
ツトを送りネジのラジアル振れ方向にのみ自由度
を有し、送り方向及び送りネジの軸心回りの回転
方向に対して拘束する様にテーブルに支持した
為、送りネジのラジアル振れをテーブルに伝達せ
ず、送り精度が良く、速度変動、移動抵抗の変動
がなく高速位置決めが可能な直動テーブルを提供
できる様になつた。特に今後急増が予想される案
内剛性の低い静圧直進空気案内方式の直動テーブ
ルに対しては、この方式が持つ優れた案内精度を
損わない有効な手段となり、これからの直動テー
ブルに必要不可欠な基本技術となる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図は従来の実施例及び問題点を
説明する為の図、第8図、第9図は本発明による
実施例を説明する為の図で、第8図は送りネジの
軸心方向に切断した断面図、第9図は第8図にお
けるC矢視図である。 1……移動テーブル、2……ベース、3……直
動案内、4……駆動モータ、5……送りネジ、6
……ナツト、7……板バネ、8……固定ネジ、
9,10……転動体、11……円柱状突起部、1
2……角柱状突起部、13……円形穴、14……
角形穴、15……枠、16,21……ニードルロ
ーラ、17,18,22,23……ころがり軸
受、19,25……偏心軸、20……弾性体、2
4……突起部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 送りネジに噛み合う角ナツトによりテーブル
    を直動させる直動テーブルにおいて、上記角ナツ
    トの外側の上記送りネジの軸心に対する左右の両
    面についてニードルローラを挾んで密着支持し、
    上記角ナツトの送りネジの軸心方向と直角な前後
    両側について挾むように軸心を水平方向に向けた
    少なくとも3本のころがり軸受を設けた枠と、該
    枠の上端面と上記テーブルの突起部の下端面との
    間にニードルローラを挾んで上記枠と上記テーブ
    ルとを上記ニードルローラを介して密着させるば
    ね張力付与手段と、上記テーブルの突起部の送り
    ネジの軸心方向と直角な前後両側について挾むよ
    うに軸心を上下方向に向けて上記枠に設けた少な
    くとも2本のころがり軸受とを備え、送りネジの
    ナツトを、送りネジのラジアル振れ方向にのみ自
    由度を有し、送り方向及び送りネジの軸心回りの
    回転方向に対して拘束するようにテーブルに支持
    したことを特徴とする直動テーブル。
JP19075483A 1983-10-14 1983-10-14 直動テ−ブル Granted JPS6085848A (ja)

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JP19075483A JPS6085848A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 直動テ−ブル

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JP19075483A JPS6085848A (ja) 1983-10-14 1983-10-14 直動テ−ブル

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Publication Number Publication Date
JPS6085848A JPS6085848A (ja) 1985-05-15
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03112838U (ja) * 1990-03-06 1991-11-19

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696121B1 (fr) * 1992-09-29 1995-08-25 Louis Mathian Massicot de decoupe d'onglets.

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5176681A (ja) * 1974-11-25 1976-07-02 Bendix Corp
JPS58120444A (ja) * 1982-01-14 1983-07-18 Nachi Fujikoshi Corp 静圧スライドテ−ブルの精密ねじ送り装置

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JPS6085848A (ja) 1985-05-15

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