JPH09211337A - 載物台 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無用な応力が加わらない状態で１枚のテーブ
ルを位置規制してＸ，Ｙ移動させることを可能とした、
小型で高精度、かつ安価な載物台を提供する。 【解決手段】 基台１１の上面に、ベアリングユニット
１３により水平全方向に移動可能にテーブル１２が保持
される。テーブル１２の直交２側面にそれぞれの両端部
で支持されて基台１１に平行にかつ各側面に平行に配置
された互いに直交する１組の円柱ガイド１５ａ，１５ｂ
が設けられ、円柱ガイド１５ａ，１５ｂには摺動可能に
可動ブッシュ１６ａ，１６ｂが取り付けられる。送り装
置のマイクロメータヘッド１９ａ，１９ｂは基台１１に
取り付けられて、それらのスピンドル２０ａ，２０ｂの
先端がアンギュラーベアリング１８ａ，１８ｂを介して
可動ブッシュ１６ａ，１６ｂに回転自在に係合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は同一面上の２軸移
動が可能な載物台に係り、特に基台上に水平方向に移動
可能なテーブルを備え、顕微鏡や投影機のような光学測
定機および輪郭形状測定機のような測定機に利用される
に好適なＸ−Ｙテーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣパターンや部品の形状寸
法を測定するために、被測定物を顕微鏡の載物台の移動
テーブル上に載置し、鏡筒を覗いたり、テレビ画面を監
視しつつ被測定物の一方の位置をレチクル線に合わせ、
次にＸまたはＹ方向にテーブルを移動させて、測定する
他方の位置をレチクル線に合わせた後、移動テーブルの
移動量を基台に取付けられたマイクロメータ等の測定器
で読み取るという方法が用いられている。このような測
定に用いられるＸ−Ｙテーブルは、従来、図１０に示す
ように、基台３１上にＸテーブル３２とＹテーブル３３
を重ねて構成されていた。Ｘテーブル３２は、基台３１
に設けられたリニヤベアリング３４にガイドされてＸ方
向に移動可能とされ、Ｙテーブル３３は、Ｘテーブル３
２上に設けられたリニアベアリング３４にガイドされて
Ｙ方向に移動可能とされている。そして、基台３１に支
持されたマイクロメータヘッド等のスピンドル３６，３
７により、Ｘテーブル３２、Ｙテーブル３３が前進後退
駆動される。

【０００３】しかし、図１０のＸ−Ｙテーブルは、基
台、Ｙ方向テーブル、Ｘ方向テーブルの３層からなるの
で載物台の高さが高くなり、装置全体も大きくなる。ま
た構成部品の点数も多くなりコストが高くなるという欠
点があった。

【０００４】このような問題を解決するために、１枚の
移動テーブルを用いた載物台が既に本出願人により提案
されている（特開昭５８−１０６５１４号および特開昭
５８−１０９２３８号）。その構成を図１１に示す。移
動テーブル４２は、基台４１上に、複数のボールをリテ
ーナにより保持したベアリングユニット４３等によって
Ｘ，Ｙ方向に移動可能に保持されている。テーブル４２
の直交２側面には、各側面を平行移動させるために、基
台４１に保持されてマイクロメータヘッド４６ａ，４６
ｂにより平行駆動される位置規制部材４４ａ，４４ｂが
設けられている。位置規制部材４４ａ，４４ｂはそれぞ
れ両端部に設けられた回転ローラ４５ａ，４５ｂにより
テーブル４２の各側面に当接する。テーブル４２は、そ
の直交２側面が回転ローラ４５ａ，４５ｂに常に追従し
て当接するように、一端が基台４１のコーナー部に固定
されたばね４７により付勢されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１１の構成
では、ばね４７が基台４１のコーナーと移動テーブル４
２の間に掛け渡させて、移動テーブル４２の直交２側面
に対して傾斜して、また移動テーブル４２の上面に対し
ても傾斜して配設されるため、移動テーブル４２に回転
モーメントが作用するようになっている。このため、テ
ーブル４２の基準面である２側面が正しく直角に加工さ
れていても微小なミクロンオーダーの誤差を避けること
ができなかった。また、テーブル４２の２側面の直交す
る角度はある程度の精度で加工できるが、その角度を維
持したまま高精度な平面度をだすには極めて高度な技術
が必要であった。

【０００６】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、無用な応力が加わらない状態で１枚のテーブル
を位置規制してＸ，Ｙ移動させることを可能とした、小
型で高精度、かつ安価な載物台を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る載物台
は、基台と、この基台の上面に水平方向に移動可能に保
持された、少なくとも１組の互いに直交する側面を有す
るテーブルと、このテーブルの前記各側面に沿って前記
基台と平行に配設された互いに直交する１組のガイド
と、この１組のガイドのそれぞれに直進摺動可能に取り
付けられた１組の可動係合部材と、前記基台上の前記テ
ーブルの各側面に対向する位置にそれぞれ取り付けられ
て、前記１組の可動係合部材に先端が係合されて前記１
組のガイドのそれぞれに直交しかつ前記基台に平行に進
退動可能に配置された駆動軸を有する１組の駆動手段と
を備えたことを特徴としている。この発明において好ま
しくは、前記可動係合部材は、前記ガイドに直交する孔
を有し、この孔にアンギュラーベアリングを介して前記
駆動軸の先端部が固定されるようにした可動ブッシュに
より構成される。また前記ガイドは、前記可動係合部材
を保持してこれを各側面に沿って直進摺動できるもので
あればよく、円柱ガイドの他、リニアガイド、アリ溝ガ
イド等の各種ガイド部材を用いることができる。

【０００８】この発明による載物台は、テーブルの直交
２側面に設けられたガイドとこれに摺動可能に取り付け
られた可動係合部材とからなる案内機構により、１枚の
テーブルを、従来のようにバネで付勢することなく位置
規制して、Ｘ，Ｙ両方向に移動させることができる。バ
ネによる斜め方向への付勢がないから、テーブルやガイ
ドに取り付けられる可動係合部材に対して無用な応力が
かかることはなく、従って高精度の位置規制が可能であ
る。また、テーブルが１枚であるため、全体の高さを抑
えて小型化ができ、部品点数も少なく、安価なＸ−Ｙテ
ーブルが得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１はこの発明の一実施例による
Ｘ−Ｙテーブルの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ′
位置での側面図である。基台１１は、鋼材、石材、また
はセラミックス等で形成され、上面を平滑に加工された
もので、その上面にテーブル１２が水平全方向に移動可
能に保持されている。基台１１とテーブル１２の間は、
複数の鋼球をリテーナで保持したリング状のベアリング
ユニット１３により摺動可能となっている。テーブル１
２は、鋼材、石材、またはセラミックス等で形成され上
下両面を平行な平滑面に加工されたものである。

【００１０】テーブル１２は、少なくとも１組の直交す
る側面Ａ，Ｂを有する。これらの側面Ａ，Ｂにはそれぞ
れ、両端部の保持部１４ａ，１４ｂで保持されて各側面
Ａ，Ｂに平行に、かつ基台１１およびテーブル１２の上
面に平行に配設された、互いに直交する１組の円柱ガイ
ド１５ａ，１５ｂが取り付けられている。具体的に保持
部１４ａ，１４ｂは、テーブル部材の一部を突出させて
貫通孔を形成したもので、この貫通孔に金属製の丸棒で
ある円柱ガイド１５ａ，１５ｂの両端を挿入し、接着材
により固定する。この場合、予め貫通孔の孔径は円柱ガ
イド１５ａ，１５ｂの径よりわずかに大きくしておき、
接着のときに円柱ガイド１５ａ，１５ｂが正確に直交す
るように治具で固定した状態で接着材を硬化させる。こ
れにより円柱ガイド１５ａ，１５ｂは互いに直交し、か
つ基台１１およびテーブル１２の面に高い精度で平行に
配置される。

【００１１】円柱ガイド１５ａ，１５ｂには、予め可動
ブッシュ１６ａ，１６ｂが摺動可能に取り付けられてい
る。一方の可動ブッシュ１６ａの部分の拡大した断面図
と側面図を示すと、図３（ａ）（ｂ）のようになってい
る。即ち可動ブッシュ１６ａ，１６ｂに設けられた貫通
孔にスライド軸受（リニアブッシュ）１７ａ，１７ｂが
内挿されており、可動ブッシュ１６ａ，１６ｂはこのス
ライド軸受１７ａ，１７ｂにより円柱ガイド１５ａ，１
５ｂに取り付けられている。円柱ガイド１５ａ，１５ｂ
は円筒度が高精度でかつ、スライド軸受１７ａ，１７ｂ
に静合状態に嵌合され、これにより可動ブッシュ１６
ａ，１６ｂはガタのない状態で円柱ガイド１５ａ，１５
ｂに取り付けられる。

【００１２】テーブル１２の送り駆動装置であるマイク
ロメータヘッド１９ａ，１９ｂは、基台１１に直立して
ネジ止めされた固定金具２１ａ，２１ｂによって、それ
ぞれ基台１１に平行でかつ、円柱ガイド１５ａ，１５ｂ
に直交するように、基台１１に支持固定されている。そ
して、送り装置の駆動軸であるマイクロメータヘッド１
９ａ，１９ｂのスピンドル２０ａ，２０ｂの先端部には
２個１組となったアンギュラーベアリング（深溝玉軸
受）１８ａ，１８ｂが固定され、これが可動ブッシュ１
６ａ，１６ｂのスライド軸受１７ａ，１７ｂが内挿され
た貫通孔と直交するように設けられた孔にガタ付きのな
い状態で挿入されている。アンギュラーベアリング１８
ａ，１８ｂは、スピンドル２０ａ，２０ｂのねじり運動
（即ち回転と直動）を可動ブッシュ１６ａ，１６ｂの直
線運動に変換するものである。

【００１３】このように、可動ブッシュ１６ａ，１６ｂ
は、マイクロメータヘッド１９ａ，１９ｂのスピンドル
２０ａ，２０ｂの先端を円柱ガイド１５ａ，１５ｂに対
して回転自在に係合させる係合部材であり、かつ円柱ガ
イド１５ａ，１５ｂとともに、マイクロメータヘッド１
９ａ，１９ｂにより駆動されるテーブル１２のＸ，Ｙ方
向移動の案内機構を構成している。マイクロメータヘッ
ド１９ａ，１９ｂのシンブルを回転すると、スピンドル
２０ａ，２０ｂの回転および直動運動がアンギュラーベ
アリング１８ａ，１８ｂにより可動ブッシュ１６ａ，１
６ｂの直線運動に変換されて、円柱ガイド１５ａ，１５
ｂが可動ブッシュ１６ａ，１６ｂ内をスライド軸受１７
ａ，１７ｂによってスライドしながら、Ｘ，Ｙ方向のテ
ーブル１２の進退動が制御される。

【００１４】このような構成として、テーブル１２の上
に被測定物を載せ、２個のマイクロメータヘッド１９
ａ，１９ｂのシンブルを回転させ、スピンドル２０ａ，
２０ｂを前進、後退させることにより、テーブル１２を
任意の方向に自由に移動させることができる。マイクロ
メータヘッド１９ａは円柱ガイド１５ｂと平行に、また
マイクロメータヘッド１９ｂは円柱ガイド１５ａと平行
に取り付けられているので、移動量はマイクロメータヘ
ッド１９ａ，１９ｂに付けられた目盛りによって正確に
読み取ることができ、またシンブルを回転して目盛に合
わせることによって正確に目的の位置にテーブル１２を
移動することができる。

【００１５】この実施例によれば、図１０の従来例のよ
うに２枚のテーブルを重ね合わせる構造と異なり、１個
のテーブルがＸ，Ｙ両方向に移動するので、全体の高さ
を低くして小型、軽量にできる。また、テーブルの側面
に一体に設けられた円柱ガイドと、これに摺動可能に取
り付けられた可動ブッシュにマイクロメータヘッドのス
ピンドルを係合して、テーブルの位置規制を行っている
から、図１１の従来例の様にテーブルと別に設けられた
位置規制部材に対してテーブルを押し付けるためのバネ
を必要としない。従って、テーブルが回転モーメントを
受けて揺動するような無用の応力が加わることがなく、
更にテーブルからスピンドルにかかる押圧力が変化する
こともなく、極めて高精度の位置規制が可能となる。ま
たこの実施例では、円柱ガイドを接着剤によってＸ，Ｙ
方向に直角になるように固定するので真直度も容易にだ
すことができる。更にテーブルからスピンドル先端とテ
ーブルの接触を維持するために必要な部品の点数も少な
く、部品の加工精度も要求されることなく、組立時の僅
かな調整で高い精度をだすことができるので安価なＸ−
Ｙテーブルを得ることができる。

【００１６】図４〜図６は、この発明の他の実施例の構
造を上記実施例の図１〜図３に対応させて示したもので
ある。先の実施例と対応する部分には先の実施例と同一
符号を付して詳細な説明は省く。この実施例では、円柱
ガイド１５ａ，１５ｂに代わって、テーブル１２の直交
２側面Ａ，Ｂのそれぞれにリニアガイド２２ａ，２２ｂ
が設けられている。可動ブッシュ１６ａ，１６ｂは先端
部がベアリング２３を介してリニアガイド２２ａ，２２
ｂに挟持された状態で直進摺動可能とされている。この
実施例によっても先の実施例と同様の効果が得られる。

【００１７】図７〜図９は更に別の実施例の構造を、上
記実施例の図１〜図３に対応させて示したものである。
やはり先の実施例と対応する部分には先の実施例と同一
符号を付して詳細な説明は省く。この実施例では、円柱
ガイド１５ａ，１５ｂに代わって、テーブル１２の直交
２側面Ａ，Ｂのそれぞれにアリ溝ガイド２４ａ，２４ｂ
が設けられている。可動ブッシュ１６ａ，１６ｂは先端
部がアリ溝ガイド２４ａ，２４ｂにはめ込まれて、直進
摺動可能とされている。この実施例によっても先の実施
例と同様の効果が得られる。

【００１８】実施例では、テーブルの移動と位置寸法の
読み取りをマイクロメータで行うものとしたが、ノギス
やリニヤエンコーダ、ダイヤルゲージのようなリニヤに
移動をする測定器でもよい。また適当なねじ機構を用い
たテーブル移動装置を取付け、位置の読み取りは基台と
テーブルにＸＹエンコーダを取付け相対的な移動量を光
学的電気的に読み取るようにしてもよい。さらにＸエン
コーダ、Ｙエンコーダを可動ブッシュとテーブルに設け
てもよい。またさらに、自動位置決め装置等でロータリ
ーエンコーダとモータにより送りねじで適当なスピンド
ルを進退させる装置であってもよい。そのような場合で
あってもテーブル移動部材の先端に可動ブッシュがつ
き、ガイドを摺動する構成があればよい。

【００１９】基台とテーブルの間のベアリングはテーブ
ルからはずれないように基台またはテーブルにはずれ止
めの突起を設けたり、移動範囲に凹部を設けてもよい。
またベアリングを削除し、一方を平坦に他方に平坦な接
触部を有する突起を設けて摺動させてもよい。その場合
はさらに部品の点数が減り安価になるとともに、テーブ
ル移動の平面精度が向上する。さらに基台とテーブルの
間にエアーベアリングを用いることも可能である。

【００２０】マイクロメータの二つの固定金具は、一方
を固定した後、他方が円柱ガイドに対して円滑に摺動す
るように調整して固定すれば、精密に直交した状態にな
る。実施例では固定金具はねじで固定したが、接着でも
よい。また実施例では、送り装置としてマイクロメータ
ヘッドを用いたが、その他、ボールネジ、台形ネジ、三
角ネジ等を用いることができ、更に駆動軸がねじり運動
をするものに限らず、エアシリンダのような直動方式で
あってもよい。マイクロメータ等の送り装置の取付方法
も実施例に限定されるものでなく送り装置の種類によっ
て適当な方法が選択される。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、部
品点数が少なく、小型で、加工精度が要求されず、組立
によって高精度をだすことができ、精密なテーブル送り
を実現できる安価な載物台を提供できるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例によるＸ−Ｙテーブルを
示す平面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ′位置での断面図である。

【図３】 図１の可動ブッシュ部の構造を拡大して示す
図である。

【図４】 他の実施例によるＸ−Ｙテーブルを示す平面
図である。

【図５】 図４のＡ−Ａ′位置での断面図である。

【図６】 図４の可動ブッシュ部の構造を拡大して示す
図である。

【図７】 他の実施例によるＸ−Ｙテーブルを示す平面
図である。

【図８】 図７のＡ−Ａ′位置での断面図である。

【図９】 図７の可動ブッシュ部の構造を拡大して示す
図である。

【図１０】 従来のＸ−Ｙテーブルを示す。

【図１１】 従来のＸ−Ｙテーブルの他の例を示す。

【符号の説明】

１１…基台、１２…テーブル、Ａ，Ｂ…直交２側面、１
３…ベアリングユニット、１４ａ，１４ｂ…保持部、１
５ａ，１５ｂ…円柱ガイド、１６ａ，１６ｂ…可動ブッ
シュ（係合部材）、１７ａ，１７ｂ…スライド軸受、１
８ａ，１８ｂ…アンギュラーベアリング、１９ａ，１９
ｂ…マイクロメータヘッド、２０ａ，２０ｂ…スピンド
ル、２１ａ，２１ｂ…固定金具、２２ａ，２２ｂ…リニ
アガイド、２４ａ，２４ｂ…アリ溝ガイド。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、 この基台の上面に水平方向に移動可能に保持された、少
   なくとも１組の互いに直交する側面を有するテーブル
   と、 このテーブルの前記各側面に沿って前記基台と平行に配
   設された互いに直交する１組のガイドと、 この１組のガイドのそれぞれに直進摺動可能に取り付け
   られた１組の可動係合部材と、 前記基台上の前記テーブルの各側面に対向する位置にそ
   れぞれ取り付けられて、前記１組の可動係合部材に先端
   が係合されて前記１組のガイドのそれぞれに直交しかつ
   前記基台に平行に進退動可能に配置された駆動軸を有す
   る１組の駆動手段とを備えたことを特徴とする載物台。
2. 【請求項２】 前記可動係合部材は、前記ガイドに直交
   する孔を有し、この孔にアンギュラーベアリングを介し
   て前記駆動軸の先端部が固定されるようにした可動ブッ
   シュであることを特徴とする請求項１記載の載物台。
3. 【請求項３】 前記ガイドは円柱ガイドであることを特
   徴とする請求項１記載の載物台。
4. 【請求項４】 前記ガイドはリニアガイドであることを
   特徴とする請求項１記載の載物台。
5. 【請求項５】 前記ガイドはアリ溝ガイドであることを
   特徴とする請求項１記載の載物台。