JPH07308834A

JPH07308834A - 移動テーブル

Info

Publication number: JPH07308834A
Application number: JP12572694A
Authority: JP
Inventors: Toshio Azuma; 俊雄東
Original assignee: Asahi Seiki Co Ltd
Current assignee: Asahi Seiki Co Ltd
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】高精度の移動テーブルを低価格で実現する。【構成】所定位置に固定された固定台１９における平
面状に形成された上面部に、所定数の鋼製のボール１１
を２列に直列に配置する。ボール１１の配置列を保持す
るためのリテナーにガイドされて一軸方向において前後
に移動可能な可動台１８をボール１１の上に搭載して移
動せしめる。【効果】磨耗によるガタが著しく減少するとともに、
高度の加工精度が要求される部品点数が少なくなって、
構成が簡易で低価格でありながら、長期にわたり高い精
度を維持することができる移動テーブルが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動テーブルに関する。
より具体的には、たとえば測定装置で被測定物を測定位
置まで移動せしめるための移動テーブルにおいて、構成
が簡易で低価格でありながら、高い精度を長期にわたり
維持することができる移動テーブルを提供せんとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】移動テーブルは、測定装置で用いられる
移動テーブルを例にとると、被測定物を搭載して設定さ
れた所望の位置まで移動せしめるための一軸方向におい
て前後に移動可能な可動台と、可動台を支えるための所
定位置に固定された固定台とを、主要な構成要素として
いる。そこで、従来の移動テーブルにおける可動台を移
動せしめるための機構の原理について、図６を用いて説
明する。ここで、図６は、従来の移動テーブルの概略的
な構成概念を示す斜視図であり、一部を省略して図示し
ている。

【０００３】図６において、被測定物などを搭載して一
軸方向において前後に移動可能な可動台５８の下面部に
は、可動台５８の移動をガイドするための、それぞれ断
面Ｖ字状に形成された溝部を有する２つのガイド・レー
ル５２ａ，５２ｂが、溝部どうしが向き合うようにして
平行に固着されている。また、図示されてはいない固定
具により所定位置に固定された固定台５９の上面部に
は、同じく可動台５８の移動をガイドするための、各ガ
イド・レール５２ａ，５２ｂの溝部と同一形状の溝部を
それぞれ有する各ガイド・レール５３ａ，５３ｂが、各
ガイド・レール５３ａ，５３ｂの溝部と各ガイド・レー
ル５２ａ，５２ｂの溝部とがそれぞれ向き合うように平
行に固着されている。そして、双方の各ガイド・レール
５３ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂの溝部が向き合うこと
によりそれぞれ形成される空隙部Ｓ内に、可動台５８の
移動を滑らかにするための所定数の鋼製の同一径のボー
ル５１が収容されている。

【０００４】しかし、ボール５１径や断面Ｖ字状の溝部
の仕上がり寸法にバラツキが生ずることもある。このよ
うなバラツキは、上方からの荷重に対する剛性を弱めた
り、ガタが生ずる原因となる。そこで、この従来例で
は、各ボール５１は、空隙部Ｓが許容する大きさよりは
僅かに大きい径のものを用いて、各ボール５１を挟む各
ガイド・レール５３ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂのそれ
ぞれに、外部側より各ボール５１側に向けて強い圧力を
与えて締め付けるようにしている。そこで、適宜の駆動
装置を用いて可動台５８を移動せしめれば、可動台５８
は所望とする位置まで移動することになる。

【０００５】図７は、図６を用いて説明した原理に基づ
く、測定装置において被測定物を測定位置まで移動せし
めるための移動テーブルの従来例の構成を示すものであ
る。ここで、図７（ａ）は従来例の構成を示す一部を切
欠いた斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿
う断面図である。

【０００６】図７（ａ）において、鋼材からなる可動台
６８の下面部に平行にそれぞれ固着された各ガイド・レ
ール６２ａ，６２ｂ、および鋼材からなる固定台６９の
上面部に同じく平行にそれぞれ固着された鋼材からなる
各ガイド・レール６３ａ，６３には、それぞれ断面Ｖ字
状の溝部が設けられている。そして、それぞれの溝部が
向き合うことによって形成される空隙部内には、図７
（ｂ）に示すように、所定数の鋼製のボール６１が相互
に接触しながら列をなして収容されている。

【０００７】図８は、図７（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う部分
拡大断面図である。図８において、各ガイド・レール６
２ａ，６２ｂおよび各ガイド・レール６３ａ，６３ｂ
は、可動台６８をボール６１を介して滑らかに移動せし
めるために、それぞれの平行度Ｐ１，Ｐ２が厳密に確保
されるように可動台６８の下面部および固定台６９の上
面部にそれぞれ固着されている。

【０００８】また、上方からの荷重に対して強度の剛性
を得るために、ボール６１を挟む各ガイド・レール６２
ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのそれぞれに対して、外部
側よりボール６１側に向けて強い圧力を与えて締め付け
るようにしている。その結果、上方からの荷重は、それ
ぞれ矢印Ａ〜Ｄで示す断面Ｖ字状の溝部の各面にかかる
ことになる。

【０００９】そこで、以上のように構成された移動テー
ブルにより被測定物を測定位置まで移動せしめる場合
は、モータ７１（図７）により駆動される送りねじ７２
を介して、可動台６８を所望の位置まで移動せしめ、測
定が終了すれば、可動台６８をホーム・ポジションまで
戻すことになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来例によると、一方の対をなす各ガイド・レー
ル６２ａ，６３ａと他方の対をなす各ガイド・レール６
２ｂ，６３ｂによりそれぞれ挟まれたボール６１のみを
介して、上部の可動台６８が下部の固定台６９と連結さ
れているために、その連結部分にかかる上方からの荷重
に対する剛性が必ずしも十分ではないという解決すべき
課題があった。

【００１１】また、上方からの荷重に対する剛性を得る
ために、ボール６１を挟む各ガイド・レール６２ａ，６
２ｂ，６３ａ，６３ｂのそれぞれに対して、外部側より
ボール６１側に向けて強い圧力を与えて締め付けるよう
にしている。その結果、各ガイド・レール６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂとボール６１との摺動抵抗が極めて
大きい。そのために、各ガイド・レール６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂとくに図８において矢印Ａ〜Ｄで示
した断面Ｖ字状の溝部の各面の磨耗度が大きくなる結
果、ガタが生じて精度を低下せしめる一方で、このよう
なガタを防止して精度を維持するためにはコスト高にな
るという課題とともに、上記摺動抵抗故に可動台６８の
移動には大きな駆動力を必要とするという解決すべき課
題があった。

【００１２】そのうえ、各ガイド・レール６２ａ，６２
ｂ，６３ａ，６３ｂにおける断面Ｖ字状の溝部を高い精
度で加工しないとガタが生ずるとともに、各ガイド・レ
ール６２ａ，６２ｂ間および各ガイド・レール６３ａ，
６３ｂ間の各平行度Ｐ１，Ｐ２（図８）を厳密に確保し
なければならないことから、高い加工精度さらには組立
精度が要求される結果、コスト高になってしまうという
解決すべき課題もあった。

【００１３】さらに、可動台６８に固着された各ガイド
・レール６２ａ，６２ｂと固定台６９に固着された各ガ
イド・レール６３ａ，６３ｂが、ボール６１を介して強
固に連結されているために、可動台６８と固定台６９と
を容易に分離することができない。したがって、上下方
向における揺動を小さくすることはできるものの、可動
台６８を取り外して内部を修理したり、各ガイド・レー
ル６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを研磨することなど
が困難であり、長期の製品寿命を期待することができな
いという未解決の課題もあった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記各課題を解
決するために、本発明はなされたものである。そのため
に、本発明では、上面部が平面状に形成された固定台の
上面部に少なくとも２列に直列に配置された所定数の鋼
製のボールを配置するとともに、ボールの配置列を保持
するためのリテナーを配置する。そして、リテナーにガ
イドされて一軸方向において前後に移動可能な可動台を
鋼製のボールの上に搭載して移動せしめるようにした。

【００１５】また、固定台の上面部に可動台を吸引する
ための磁石を配置し、さらには、可動台および固定台を
それぞれ断面Ｌ字状に形成して、これらを重合するよう
に配置するとともに、可動台の１つの側面と対向する固
定台の垂直面に可動台を吸引するための磁石を配置する
ようにもした。

【００１６】

【作用】以上のように構成したから、上方からの荷重に
対して強度の剛性が得られる一方で、可動台の移動を妨
げる摩擦抵抗が転がり抵抗のみとなって磨耗度が小さく
なり、長期にわたり高い精度を維持することができるよ
うになった。また、加工および組立も極めて容易に行な
えるようになった。

【００１７】

【実施例】本発明による移動テーブルにおける可動台を
移動せしめるための移動機構の原理について、図１を用
いて説明する。ここで、図１は、本発明による移動テー
ブルの概略的な構成概念を示す斜視図であり、一部を省
略して図示している。

【００１８】図１において、図示されてはいない固定具
により所定位置に固定された固定台１９における平面状
に形成された上面部の両端付近には、２列に直列に配置
された所定数の鋼製の同一径のボール１１の転がりをガ
イドするための、ボール１１の転がり面が平面状に形成
された各ガイド・レール１２ｃ，１２ｄが、固定台１９
の長手方向に沿って固定台１９に埋め込むようにして平
行に配設されている。同様に、可動台１８の下面部の両
端付近には、ボール１１の転がり面が平面状に形成され
た各ガイド・レール１２ａ，１２ｂが、稼動台１８の長
手方向に沿って可動台１８に埋め込むようにして平行に
配設されている。

【００１９】そして、可動台１８の各ガイド・レール１
２ａ，１２ｂと固定台１９の各ガイド・レール１２ｃ，
１２ｄとにより各ボール１１を挟むようにして、可動台
１８が各ボール１１の上に搭載される。そこで、適宜の
駆動手段を用いて可動台１８を移動せしめれば、可動台
１８は所望の位置まで移動することになる。

【００２０】図２は、図１を用いて説明した原理に基づ
く、本発明による測定装置における移動テーブルの一実
施例の構成を示すものである。ここで、図２（ａ）は、
本実施例における移動テーブルの一部を切欠いた斜視
図、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した移動テーブルの
可動台を取り外した状態を示す平面図であり、図７にお
ける構成要素に対応するものについては、図７で用いた
符号と同じ符号を付している。

【００２１】図２（ａ）において、鋼材からなる固定台
２９の上面部の両端付近に平行に配設された各ガイド・
レール２２ｃ，２２ｄ、および鋼材からなる可動台２８
の下面部の両端付近に平行に配設された各ガイド・レー
ル２２ａ，２２ｂには、各ボール２１の転がりによる磨
耗を防ぐために、焼き入れをした鋼材を用いている。そ
して、各ボール２１はそれぞれの直列の配置列を保持す
るためのリテナー２３に保持されて各ガイド・レール２
２ｃ，２２ｄ上を転がり、各ボール２１の上に搭載され
た可動台２８は、リテナー２３にガイドされて一軸方向
において前後に移動する。なお、各ガイド・レール２２
ａ〜２２ｄは、その上端部が可動台２８の下面部および
固定台２９の上面部よりは若干露出するように配設した
方が、各ガイド・レール２２ａ〜２２ｄにおけるボール
２１の転がり面を研磨する場合の便宜を考慮すれば望ま
しい。

【００２２】各ボール２１のそれぞれの配置列を保持す
るためのリテナー２３は、図２（ｂ）に示されるよう
に、平面形状がコ字状に形成された板材である。そし
て、各ボール２１の径よりは若干小さいの径の多くの孔
部がリテナー２３の両腕部に設けられ、これらの孔部に
各ボール２１が嵌め込まれるようにしてその直列の配置
列が保持される。なお、図２（ｂ）では、各光センサ２
６ａ，２６ｂの図示は省略している。

【００２３】このリテナー２３は、図２（ａ）に示すよ
うに、可動台２８の下面部の両端付近および固定台２９
の上面部の両端付近にそれぞれ長手方向に沿って設けら
れた断面コ字状の溝部に嵌め込まれた、断面凸字状のガ
イド板２４ａ，２４ｂに接触しながらガイドされて各ボ
ール２１の転がりに伴い移動する。

【００２４】図２（ａ）において、可動台２８は、図７
に示した従来例における可動台６８が固定台６９と強固
に連結されているのとは異なり、各ボール２１の上に単
に搭載されているだけである。そこで、固定台２９に円
板状の同一径の磁石２５を固定台２９に埋め込むように
して配置して、その吸引力により可動台２８の揺動と離
脱を防ぐようにしている。なお、磁石２５の吸引力が、
可動台２８の移動に影響を与えることはない。

【００２５】本実施例では、図２（ｂ）に示すように、
送りねじ７２を挟むようにして４個の磁石２５が配置さ
れている。これらの磁石２５は、図３に示すように、磁
石２５の上面部と１点鎖線で示す可動台２８の下面部と
の間に僅かな間隙をもたせるようにして配置されてい
る。間隙の幅は、0.2〜0.5ミリメートルが好ましい。磁
石２５の大きさおよび個数は、可動台２８の大きさに応
じて適宜設定ればよい。なお、図３では、光センサ２６
ｂの図示は省略した。

【００２６】図２（ａ）において、固定台２９の１つの
側面には、それぞれ発光素子と受光素子が対向してなる
２個の光センサ２６ａ，２６ｂが、図示されはいない取
付具により取り付けられている。また、可動台２８の１
つの側面には、各光センサ２６ａ，２６ｂにおける受光
素子への発光素子からの射出光を遮断するための遮光片
２７が取り付けられている。そして、可動台２８の前後
動に伴い移動する遮光片２７によりオン・オフが切り換
えられる各光センサ２６ａ，２６ｂからの信号に基づい
て、モータ７１の駆動が制御される。

【００２７】一方の光センサ２６ａは、被測定物を搭載
して測定位置に向けて移動する可動台２８が停止する位
置を検出するためのものであり、他方の光センサ２６ｂ
は、測定が終了した場合に可動台２８が戻るホーム・ポ
ジションを検出するためのものである。

【００２８】以上のように構成された本実施例における
移動テーブルの可動台２８に被測定物を搭載して、これ
を測定位置まで移動せしめる場合は、モータ７１と連動
する送りねじ７２の駆動のもとに、可動台２８は測定位
置に向けて移動する。この場合、本願出願人の実験によ
ると、40ミリメートルの前後動で生ずるガタが0.5マイ
クロメートルであり、図７に示した従来例で同価格程度
のものが、同じ40ミリメートルの前後動で生ずるガタが
２〜３マイクロメートルであるのに対して、極めて良好
な結果を得た。

【００２９】以上説明した本実施例における可動台２８
は、前述したように、固定台２９とは連結されておら
ず、各ボール２１の上に搭載されているだけである。そ
のために、固定台２９の上面部に磁石２５を配置して、
その吸引力により可動台２８の離脱を防止しているので
あるが、ときには可動台２８が離脱することも考えられ
る。そこで、たとえば、図４に示すように、断面Ｌ字状
に形成された４個のガード部材３１ａ〜３１ｄを、固定
台２９の四隅に取付ければ、可動台２８の離脱を一層確
実に防止することができる。

【００３０】図５は、本発明の他の実施例の概略的な構
成概念を示す、一部を切欠いた斜視図であり、一部を省
略して図示している。また、図２における構成要素に対
応するものについては、図２で用いた符号と同じ符号を
付した。

【００３１】図５において、図２に示した実施例と異な
るところを説明する。図２に示した実施例における各ガ
イド板２４ａ，２４ｂが、前後に移動するリテナー２３
との接触抵抗により磨耗した場合、可動台２８に幅方向
におけるガタが生じてしまうこともあり得る。そこで、
本実施例では、可動台４８および固定台４９をそれぞれ
断面Ｌ字状に形成したうえで、これらが重合するように
配置する。そして、可動台４８の１つの側面と対向する
固定台４９の垂直面に、円板状の各磁石２５を埋め込む
ようにして配置している。また、固定台４９の１つの側
面およびこれに対向する可動台４８の垂直面に、それぞ
れガイド・レール４２ａ，４２ｂを配設して、図５では
図示されてはいないリテナーによりその配置列が保持さ
れた各ボール４１が各ガイド・レール４２ａ，４２ｂに
ガイドされて転がるようにしている。このように構成す
れば、各磁石４５の吸引力により可動台４８の幅方向に
おけるガタを防ぐことが可能となる。その他の構成要素
は、図２に示した実施例と同じである。

【００３２】以上においては、測定装置において被測定
物を測定位置まで移動せしめるための移動テーブルを例
に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定される
ものではなく、その他にも、たとえば工作機械において
被加工物を所定位置まで移動せしめるための移動テーブ
ルについても、本発明は適用され得るものである。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるならば、可動台が固定台に２列に直列に配置され
たボールの上に搭載されているので、上方からの荷重に
対して強度の剛性を有する。

【００３４】また、移動テーブルを移動せしめる場合、
従来例では各ボールとこれを挟む各ガイド・レールとの
間に大きな摺動抵抗があるのに対して、本発明における
可動台の移動を妨げる摩擦抵抗は、各ガイド・レールに
ガイドされて転がる各ボールの転がり抵抗だけである。
したがって、各ガイド・レールの磨耗度を小さくおさえ
ることができ、高い精度を長期にわたり維持することが
可能となる。しかも、小さい力で可動台を移動せしめる
ことができるので、それだけ可動台を移動せしめるため
の駆動装置も出力が小さいもので足りることになる。

【００３５】さらに、本発明による移動テーブルでは、
従来例のガイド・レールにおける断面Ｖ字状の溝部を形
成するような加工工程は必要ではなく、ガイド・レール
を含む各部の加工工程においては平面加工だけで足り、
したがって面精度だけを考慮すればよい。すなわち、加
工が容易であり、高精度を要する部品点数が少ないこと
から、高い精度の移動テーブルを低価格で実現すること
ができる。しかも、高い組立精度も要求されないから、
組立も容易である。

【００３６】そのうえ、可動台を取り外すことができる
ことから、内部の修理やガイド・レールの研磨なども簡
単に行なうことが可能であり、より長期の製品寿命を確
保することができる。また、可動台と固定台との間隙
は、ほぼボール径分あれば充分なので、移動テーブルの
薄型化も可能である。したがって、本発明によってもた
らされる効果は、実用上極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による移動テーブルにおける移動機構の
原理を説明するための原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す、一部を切欠い
た斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】図２に示した実施例における固定台にガード部
材を取付けた様子を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例の構成概念を示す、一部を
切欠いた斜視図である。

【図６】従来の移動テーブルの移動機構の原理を説明す
るための原理説明図である。

【図７】従来例の構成を示す、一部を切欠いた斜視図で
ある。

【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，５１，６１ボール１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，４２ａ，４２ｂ，５
２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３
ａ，６３ｂガイド・レール１８，２８，４８，５８，６８可動台１９，２９，４９，５９，６９固定台２６ａ，２６ｂ光センサ２７遮光片３１ａ〜３１ｄガード部材７１モータ７２送りねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面部が平面状に形成され所定位置に固
定された固定台手段（１９，２９）と、前記固定台手段に少なくとも２列に直列に配置された所
定数の鋼製のボール（１１，２１）と、前記少なくとも２列に直列に配置された所定数の鋼製の
ボールの配置列を保持するためのリテナー手段（２３）
と、前記少なくとも２列に直列に配置された所定数の鋼製の
ボールの上に搭載され前記リテナー手段にガイドされて
一軸方向において前後に移動可能な可動台手段（１８，
２８）と、を具備した移動テーブル。
【請求項２】前記固定台手段の上面部に前記可動台手
段を吸引するための磁石（２５）が配置されたものであ
る請求項１記載の移動テーブル。
【請求項３】所定位置に固定された断面Ｌ字状の固定
台手段（４９）と、前記固定台手段に少なくとも２列に直列に配置された所
定数の鋼製のボール（２１）と、前記少なくとも２列に直列に配置された所定数の鋼製の
ボールの配置列を保持するためのリテナー手段（２３）
と、前記少なくとも２列に直列に配置された所定数の鋼製の
ボールの上に前記固定台手段と重合されるように搭載さ
れ前記リテナー手段にガイドされて一軸方向において前
後に移動可能な断面Ｌ字状の可動台手段（４８）と、前記可動台手段の１つの側面と対向する前記固定台手段
の垂直面に配置された前記可動台手段を吸引するための
磁石（４５）と、を具備した移動テーブル。