JPH09253969A - ボールスプラインを備えたテーブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、摺動運動を許容して回転運動を伝
達するスライダとローラ軸受とを組み込み、Ｘテーブル
の軽量化を達成し、Ｘテーブルの慣性力を低減して高速
化、高加速度化、高精度の位置決めや応答性を向上させ
たボールスプラインを備えたテーブル装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 このボールスプラインを備えたテーブル
装置は、Ｙテーブル駆動モータ３をＸテーブル２を設置
したベッド５上に配置し、Ｙテーブル駆動モータ３から
の駆動力をボールスプライン１５、スライダ２４、外輪
２５、スライダ２４に設けた傘歯車１７及びボールねじ
軸１２に設けた傘歯車１８を介してＹテーブル１の駆動
するボールねじ軸１２に伝達する。

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、ボールスプライ
ンとローラ軸受とを組み込んだボールスプラインを備え
たテーブル装置に関し、例えば、半導体製造装置、検査
装置、搬送装置、工作機械等の各種装置に適用される互
いに直交方向に相対移動できるＸテーブルとＹテーブル
から成るボールスプラインを備えたテーブル装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、メカトロ技術の発展が目覚まし
く、当該技術を支える基礎的且つ汎用的な装置として直
動転がり案内ユニットがある。直動転がり案内ユニット
は、現在では、半導体製造装置、検査装置、移載装置、
搬送装置、産業用ロボット等の各技術分野に組み込まれ
て使用されているが、技術の発展と共にその用途は拡大
している。そして、直動転がり案内ユニットを組み込ん
だＸＹ位置決めテーブル装置は、高精度位置決め、高速
摺動化、高加速度摺動化、小型化等の要求が益々高まっ
ている。従来、直線運動を案内して位置決めする直動用
位置決めテーブルやＸＹ位置決めテーブル装置は、電子
産業と共に、組立装置等に多く使用されている。特に、
半導体製造装置では、より高速で、より高加速度の位置
決めテーブル装置が要求されている。

【０００３】従来のＸＹ位置決めテーブル装置として、
図１５に示すようなものが知られている。該ＸＹ位置決
めテーブル装置は、ベッド１０５上に固定された軌道レ
ール１０６、軌道レール１０６上をスライダ１１３を介
して往復動するＸテーブル１０２、Ｘテーブル１０２上
の支持台１１４に固定された軌道レール１０８、軌道レ
ール１０８上をスライダ１０７を介して往復動するＹテ
ーブル１０１、ベッド１０５に取り付けられたＸテーブ
ル駆動モータ１０４、及びＸテーブル１０２に取り付け
られたＹテーブル駆動モータ１０３を有する。更に、Ｘ
Ｙ位置決めテーブル装置は、Ｙテーブル駆動モータ１０
３で回転駆動され、Ｘテーブル１０２上の支持台１１４
に軸受１１１を介して回転可能に支持されたボールねじ
軸１１２、及びＸテーブル駆動モータ１０４で回転駆動
され、ベッド１０５上に軸受１１０を介して回転可能に
支持されたボールねじ軸１０９を有する。Ｘテーブル１
０２は、ボールねじ軸１０９の回転に応じてボールねじ
軸１０９上を移動し、またＹテーブル１０１は、ボール
ねじ軸１１２の回転に応じてボールねじ軸１１２上を移
動する。

【０００４】従来の直動転がり案内ユニット８０は、例
えば、図１３に示すように、長手方向両側面８９に軌道
溝８８を形成した軌道レール８１と、軌道レール８１上
を跨架して摺動可能に装着されたスライダ８２とから構
成されている。スライダ８２は、軌道レール８１に対し
て相対的に摺動可能であり且つ各軌道溝８８に対向する
位置に軌道溝８７を形成したケーシング８３、対向する
軌道溝８７，８８間で相対移動可能に転動する多数の転
動体８４、及びケーシング８３の摺動方向即ち長手方向
両端にそれぞれ取り付けたエンドキャップ８５を有して
いる。各エンドキャップ８５には、軌道レール８１とス
ライダ８２との間の長手方向のシールを達成するエンド
シール８６が取り付けられている。

【０００５】従来のボールねじ９０は、例えば、図１４
に示すように、チューブ式のものが知られており、雄ね
じ９３を形成したねじ軸９１にナット９２が螺入されて
往復動するものである。ナット９２には、チューブ９５
がチューブ押さえ９６で固定されており、多数の鋼球９
４がチューブ９５とナット９２のねじ溝とを循環移動す
るように装填されている。ねじ軸９１又はナット９２が
回転すると、ナット９２のねじ溝間に介在した多数の鋼
球９４が転動し、ねじ軸９１とナット９２とが相対移動
するように構成されている。

【０００６】また、実公平６−３３２３４号公報には、
サポートベアリング付きボールねじが開示されている。
該ボールねじは、鋼球を介してねじ軸の外周にナットを
装着し、ナットの外周に外輪を装着し、ナット外周と外
輪内周との対向面に設けた環状の軌道溝間にローラを介
在させ、更に、ナット外周に設けられる軌道溝をナット
内周に設けられた鋼球用のねじ溝の範囲内に位置させ、
軌道溝の断面形状を略直角のＶ溝形状とし、互いに隣接
するローラを交互に直交するように配列し、外輪を軸方
向に二分割した一対の軌道輪で構成し、軌道輪の軸方向
の間隔を狭めることによりローラに予圧を付与可能にし
たものである。

【０００７】また、ボールスプラインのスライダの外周
部に回転軸受及び取付フランジと歯車とを一体に設けた
ものが知られている。例えば、特公昭５９−２８７７４
号公報には、複合運動用ボールスプラインが開示されて
いる。特公昭５９−２８７７５号公報には、無限摺動用
ボールスプラインが開示されている。更に、特公昭５９
−２８７７６号公報には、サポートベアリング付ボール
スプラインが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、直線
運動を案内して位置決めする直線用位置決めテーブル
や、直交方向のテーブルを持つＸＹ位置決めテーブル装
置は、電子産業の製造装置の発達と共に、その製造装置
や半導体製造装置に多く組み込まれて使用されるように
なり、より高速で、より高加速度で、しかもより高精度
に位置決めすることが求められるようになった。

【０００９】そこで、従来のＸＹ位置決めテーブル装置
としては、可動テーブルの軽量化と駆動モータの容量ア
ップで対応することが考えられるが、しかしながら、従
来のＸＹ位置決めテーブル装置では、図１５に示すよう
に、Ｘテーブル１０２の上に固定された支持台１１４に
Ｙテーブル１０１が搭載されて摺動移動することによ
り、Ｘテーブル１０２にＹテーブル１０１のＹテーブル
駆動モータ１０３等を含めた荷重が加わるため、Ｘテー
ブル１０２のＸテーブル駆動モータ１０４の能力を大き
く構成する必要があり、装置全体が大型化し、運転速度
を低くしなければならないという問題がある。しかも、
Ｘテーブル１０２に搭載する部品が大型化するため、Ｘ
テーブル１０２を駆動するＸテーブル駆動モータ１０４
の能力アップのみでなく、それに付随してボールねじ軸
１０９等の軸径や剛性をアップしなければならない。ま
た、Ｘテーブル１０２の直線移動に伴って、Ｙテーブル
駆動モータ１０３やそれに接続されたコード等の断線の
発生、或いはＸテーブル１０２の移動に伴う慣性力が増
大し、応答性を悪化させるという問題が発生する。

【００１０】また、前掲実公平６−３３２３４号公報に
開示されたサポートベアリング付きボールねじは、ナッ
トの回転によってボールねじ軸が直線運動するものであ
り、ナットの回転を支えるためにローラ軸受が配置され
ている。従って、ナットとボールねじ軸とは相対回転運
動するものであり、ナットがボールねじ軸に対して相対
回転すれば、ナットとボールねじ軸は互いに軸方向に相
対移動するものであり、ボールねじ軸の回転運動をナッ
トに伝達するものではない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、上記
課題を解決することであり、ボールスプライン軸の回転
運動をスライダに伝達するが、ボールスプライン軸上を
軸方向に相対運動できるスライダを組み込み、ボールス
プライン軸の回転運動をスライダの軸方向の移動にかか
わらず、スライダを介してボールねじに伝達し、スライ
ダの回転運動をローラ軸受を介してテーブル（Ｘテーブ
ル）で支持させ、例えば、Ｙテーブル駆動モータをＸテ
ーブルを設置したベッド上に配置し、Ｙテーブル駆動モ
ータからの駆動力を回転伝達手段を介してＹテーブルの
ボールねじに伝達し、Ｘテーブルの軽量化を達成し、Ｘ
テーブルの慣性力を低減して高速化、高加速度化を達成
し、特に、回転伝達手段としてベッド上のボールスプラ
イン軸を摺動可能で且つ一体回転できるスライダを介し
てＸテーブル上のボールねじに伝達するように構成し、
高精度の位置決めや応答性を向上させたボールスプライ
ンを備えたテーブル装置を提供することである。

【００１２】この発明は、ベッド上に回転可能に支持さ
れたボールスプライン軸、前記ボールスプライン軸の軸
方向に形成した軌道溝に対向する軌道溝が形成され且つ
前記ボールスプライン軸上を摺動移動できるリング状ス
ライダ、前記各軌道溝間に形成された軌道路を転走する
と共に前記ボールスプライン軸と前記スライダとを回転
方向に固定して両者を一体的に回転させる転動体、前記
スライダの回転運動を許容するようにローラ軸受を介在
して前記スライダに取り付けられた非回転状態の外輪、
及び前記外輪に支持部材を介在して固定されたテーブ
ル、から成るボールスプラインを備えたテーブル装置に
関する。

【００１３】また、前記テーブルの摺動移動に応じて前
記スライダは、前記ボールスプライン軸上を摺動移動す
るものである。

【００１４】また、前記スライダと前記外輪との間に介
在した前記ローラ軸受は、前記スライダの外周面に形成
された一対の軌道面と前記外輪の内周面に形成された一
対の軌道面との間を転動するローラを有し、前記ローラ
はその転動軸が順次交差状態に配列されている。また、
前記ローラは前記スライダと前記外輪との前記各軌道面
間に互いに隣接して転動するものである。又は、前記ロ
ーラは前記スライダと前記外輪との間に配置された保持
器によって前記各軌道面間にローラ同士が接触すること
なく配設されている。或いは、前記ローラ間には前記ロ
ーラ同士を隔置させるセパレータが配置されているもの
である。

【００１５】前記スライダは、前記軌道溝と前記軌道溝
に隔置して延びるリターン通路を形成したケーシング及
び前記ケーシングの両端に取り付けられたエンドキャッ
プから構成され、前記転動体は前記各軌道溝間の軌道
路、前記方向転換路及び前記リターン通路を循環移動す
るものである。

【００１６】また、前記スライダに設けた傘歯車は、前
記テーブルに回転可能に取り付けられているボールねじ
軸の端部に設けた傘歯車に噛み合っているものである。

【００１７】又は、この発明は、ベッド上に固定された
第１軌道レール上を第１スライダを介して往復動するＸ
テーブル、前記Ｘテーブル上に固定された第２軌道レー
ル上を第２スライダを介して往復動するＹテーブル、前
記ベッドに取り付けられ且つＹテーブル駆動モータで回
転駆動される前記ベッドに回転可能に支持されたボール
スプライン軸、前記ベッドに取り付けられたＸテーブル
駆動モータで回転駆動され且つ前記ベッドに回転可能に
支持された第１ボールねじ軸、前記Ｘテーブル上に回転
可能に支持され且つ前記ボールスプライン軸の回転運動
が駆動伝達される第２ボールねじ軸、前記ボールスプラ
イン軸の軸方向に形成した軌道溝に対向する軌道溝が形
成された前記ボールスプライン軸上を摺動移動できるリ
ング状スライダ、前記各軌道溝間に形成された軌道路を
転走すると共に、前記ボールスプライン軸と前記スライ
ダとを回転方向に固定して一体的に回転させる転動体、
前記スライダの回転運動を許容するようにローラ軸受を
介在して前記スライダに取り付けられると共に前記Ｘテ
ーブルに支持部材を介して固定された外輪、前記第１ボ
ールねじ軸の回転に応じて前記第１ボールねじ軸上を移
動する前記Ｘテーブルに固定された第１ボールねじナッ
ト、及び前記第２ボールねじ軸の回転に応じて前記第２
ボールねじ軸上を移動する前記Ｙテーブルに固定された
第２ボールねじナット、から成るボールスプラインを備
えたテーブル装置に関する。

【００１８】また、前記ボールスプライン軸の回転運動
は、前記スライダに設けた傘歯車が前記Ｘテーブルに回
転可能に取り付けた前記第２ボールねじ軸の端部に設け
た傘歯車に噛み合うことによって前記第２ボールねじ軸
に伝達されるものである。

【００１９】また、前記Ｙテーブルが往復動するＹ軸方
向は、前記Ｘテーブルが往復動するＸ軸方向に対して直
交する方向に設定されている。

【００２０】また、前記ボールスプライン軸と前記第１
ボールねじ軸とは前記ベッド上の平面上に隔置して配置
され、前記ボールスプライン軸は前記ベッド上で前記Ｘ
テーブルの側方に位置し、前記第１ボールねじ軸は前記
Ｘテーブルの下方に位置しているものである。

【００２１】このボールスプラインを備えたテーブル装
置は、上記のように、Ｙテーブルを搭載するＸテーブル
にはＹテーブル駆動モータが設けられておらず、Ｙテー
ブル駆動モータがベッド上に静止して設置され、Ｙテー
ブル駆動モータ及びそれに付随するコード類も移動する
ことなく、それに付随するコード類を適宜の場所に固定
しておき、ＸテーブルやＹテーブルの移動体の構造をコ
ンパクトに構成でき、Ｘテーブルの荷重を大幅に低減で
き、Ｘテーブルの慣性力が大幅に低減され、Ｙテーブル
とＸテーブルとの高速化、高加速度化を達成でき、特
に、Ｘテーブルに回転可能に支持したスライダを介して
ベッド上のボールスプライン軸の回転をＸテーブル上の
ボールねじに伝達するように構成し、Ｘテーブルの移動
に追従してボールスプライン軸の回転をボールねじに確
実に、スムースに且つ高精度に伝達し、Ｘテーブル及び
Ｙテーブルの高精度の位置決めを得ると共に応答性を向
上させる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図１と図２を参照して、こ
の発明によるボールスプラインを備えたテーブル装置の
第１実施例を説明する。図１はこの発明によるボールス
プラインを備えたテーブル装置の第１実施例を示す一部
破断の正面図、及び図２は図１の線Ｅ−Ｅにおける一部
破断の側面図である。

【００２３】このボールスプラインを備えたテーブル装
置は、ベッド（図８の符号５）上に軸受（図８の符号１
４）によってボールスプライン軸１５を回転可能に支持
され、ボールスプライン軸１５の軸方向に形成した軌道
溝２７に対向する軌道溝３１が形成されたリング状スラ
イダ２４をボールスプライン軸１５上で摺動移動できる
ように構成されている。ボールスプライン軸１５は、ベ
ッドに取り付けられた駆動モータによって回転駆動され
る。ボールスプライン軸１５とスライダ２４との軌道溝
２７，３１間に形成された軌道路を転走する転動体のボ
ール２８は、ボールスプライン軸１５とスライダ２４と
を回転方向に固定して両者を一体的に回転させるストッ
パ機能を有する。スライダ２４は、その回転運動を許容
するように、非回転状態の外輪２５にローラ軸受３０を
介在して取り付けられている。言い換えれば、外輪２５
は、スライダ２４に装着され、スライダ２４を介してボ
ールスプライン軸１５上を摺動移動できるように構成さ
れている。外輪２５には取付ボルト孔３３を設け、外輪
２５に取付ボルト孔３３を通じてボルトによって支持部
材１６を介在してテーブル（Ｘテーブル２に相当）を固
定することができる。テーブルの摺動移動は、スライダ
２４をボールスプライン軸１５上に外輪２５を通じて摺
動移動させることになる。

【００２４】スライダ２４は、軌道溝３５と軌道溝３５
に隔置して延びるリターン通路３６を形成したケーシン
グ２３、及びケーシング２３の両端に取り付けられた方
向転換路３７を備えたエンドキャップ２６から構成され
ている。転動体のボール２８は、各軌道溝２７と３５と
間の軌道路、方向転換路３７及びリターン通路３６を循
環移動して転走するものである。また、スライダ２４に
おけるケーシング２３の外周面３２には一対の軌道面３
８が形成され、また、外輪２５の内周面には一対の軌道
面３９が形成されている。軌道面３８と軌道面３９との
間には、ローラ軸受３０におけるローラ２９が転動する
ように構成され、ローラ２９はその転動軸が順次直交す
る交差状態に配列するように装填されている。スライダ
２４を構成するケーシング２３には取付ボルト孔３４が
形成され、ケーシング２３に取付ボルト孔３４を通じて
ボルトによって歯車、傘歯車、歯付プーリ、等の回転部
材を固定できる。

【００２５】この実施例のローラ軸受３０は、総ころ形
式の構造を有し、ローラ２９がスライダ２４と外輪２５
との各軌道面３８と３９との間に互いに隣接して転動す
るように装填されている。ローラ２９の外輪２５への装
填は、例えば、外輪２５に形成された投入孔（図示せ
ず）からその転動軸が交差するように順次装填すること
によって達成できる。場合によっては、外輪自体を二つ
割り構造に構成してローラを軌道面３８と３９との間に
配列することもできる。

【００２６】このボールスプラインを備えたテーブル装
置は、上記の構成を有するので、ベッド上に回転可能に
取り付けられたボールスプライン軸１５を回転させる
と、スライダ２４を同時に回転させることができ、スラ
イダ２４に設けた回転部材を介して他の部品を回転させ
ることができる。また、スライダ２４をテーブルに固定
した外輪２５でローラ軸受３０を介して回転自在に支持
しているので、テーブルの移動に応じてスライダ２４を
ボールスプライン軸１５に対して軸方向即ち平面上で相
対移動させることができる。このボールスプラインを備
えたテーブル装置は、上記のように、スライダ２４とロ
ーラ軸受３０とによって回転運動を軸方向相対移動する
回転部材に伝達でき、構造自体をコンパクトに構成でき
る。

【００２７】例えば、本発明のローラ軸受３０の代わり
に、回転軸受として一対のアンギュラコンタクトベアリ
ングで構成すると、スライダの外周部の一対の軌道溝を
それぞれ加工しなければならず、また、アンギュラコン
タクトベアリングを隙間無く予圧するために一対の外輪
に予圧するための機構、例えば、外部のハウジング機構
や間座が必要であるので、構造そのものが複雑で加工精
度を要求されるものになる。しかしながら、本発明は、
スライダ２４とローラ軸受３０とを１つの伝達部品とし
て構成でき、スライダに対する軌道溝を同時に加工で
き、高精度で予圧を有する回転軸受を構成でき、スライ
ダに伝達部材を設けてもコンパクトな構造に構成でき
る。

【００２８】次に、図３と図４を参照して、この発明に
よるボールスプラインを備えたテーブル装置の第２実施
例を説明する。図３はこの発明によるボールスプライン
を備えたテーブル装置の第２実施例を示す一部破断の正
面図、及び図４は図３の線Ｆ−Ｆにおける一部破断の側
面図である。第２実施例は、第１実施例と比較して、ス
ライダを構成するケーシングの構造が相違する以外は、
同一の構成及び作用を有するので、同一部品には同一符
号を付して重複する説明は省略する。第２実施例のスラ
イダ２４を構成するケーシング２３には、一体構造に傘
歯車１７が設けられている。ケーシング２３に設けた傘
歯車１７は、例えば、図８を参照して後述するＸテーブ
ル２に回転可能に取り付けられているボールねじ軸１２
の端部に設けた傘歯車１８に噛み合わせることができ
る。従って、ボールスプライン軸１５に対してＸテーブ
ル２が平面上で相対移動するにもかかわらず、ボールス
プライン軸１５の回転をスライダ２４を介してＸテーブ
ル２上のボールねじ軸１２に確実に且つスムースに伝達
することができる。

【００２９】次に、図５と図６を参照して、この発明に
よるボールスプラインを備えたテーブル装置の第３実施
例を説明する。図５はこの発明によるボールスプライン
を備えたテーブル装置の第３実施例を示す一部破断の正
面図、及び図６は図５に組み込んだ保持器を示す斜視図
である。第３実施例は、上記各実施例と比較してローラ
軸受の構造が相違する以外は、同一の構成及び作用を有
するので、同一部品には同一符号を付して重複する説明
は省略する。第３実施例のローラ軸受２４では、ローラ
２９はスライダ２４と外輪２５との間に配置された保持
器４０によって各軌道面３８と３９との間にローラ同士
が接触することなく配設されている。

【００３０】次に、図７を参照して、この発明によるボ
ールスプラインを備えたテーブル装置の第４実施例を説
明する。図７はこの発明によるボールスプラインを備え
たテーブル装置の第４実施例を示す一部破断の側面図で
ある。第４実施例は、上記各実施例と比較してローラ軸
受の構造が相違する以外は、同一の構成及び作用を有す
るので、同一部品には同一符号を付して重複する説明は
省略する。第４実施例のローラ軸受３０におけるローラ
２９の間には、ローラ２９同士を隔置させるセパレータ
４１が配置されているものである。

【００３１】次に、図８〜図１２を参照して、この発明
によるボールスプラインを備えたテーブル装置の第５実
施例を説明する。図８はこの発明によるボールスプライ
ンを備えたテーブル装置の第５実施例を示す平面図、図
９は図８の線Ａ−Ａにおける断面図、図１０は図８の線
Ｂ−Ｂにおける断面図、図１１は図８の線Ｃ−Ｃにおけ
る断面図、及び図１２は図８の符号Ｄ領域の拡大平面図
である。

【００３２】第５実施例のボールスプラインを備えたテ
ーブル装置は、主として、ベッド５上でＸ軸方向に直線
移動するＸテーブル２、及びＸテーブル２上でＸ軸方向
に直交するＹ軸方向に直線移動するＹテーブル１から構
成されている。ベッド５上には、複数の軌道レール６が
互いに平行に固定されている。Ｘテーブル２の下面には
スライダ１３が固定され、スライダ１３は軌道レール６
に跨架して摺動移動でき、Ｘテーブル２はスライダ１３
を介して軌道レール６上をＸ軸方向に往復動するように
配設されている。また、Ｘテーブル２上には、複数のト
ラックレール即ち軌道レール８が互いに平行に固定され
ている。Ｙテーブル１の下面にはスライダ７が固定さ
れ、スライダ７は軌道レール８に跨架して摺動移動で
き、Ｙテーブル１はスライダ７を介してＸ軸方向に直交
するＹ軸方向に往復動するように配設されている。従っ
て、このボールスプラインを備えたテーブル装置では、
Ｘテーブル２とＹテーブル１とは、ベッド５に対してそ
れぞれ独立して直交方向に相対移動でき、Ｘテーブル２
上のＹテーブル１上に取り付けられた機器は平面上の所
定の位置に移動し位置決めできる。

【００３３】このボールスプラインを備えたテーブル装
置では、Ｘテーブル２とＹテーブル１の移動領域外のベ
ッド５に対してＸテーブル駆動モータ４とＹテーブル駆
動モータ３とが取り付けられている。ベッド５上には、
図１４に示すようなボールねじによってＸテーブル２が
Ｘ軸方向に直線往復移動することができる。また、Ｘテ
ーブル２上には、同様に、ボールねじによってＹテーブ
ル１がＹ軸方向に直線往復移動することができる。ボー
ルねじは、ボールねじ軸９，１２及びボールねじ軸９，
１２上に鋼球を介して直線往復移動できるボールねじナ
ット２１，２２から構成されている。ボールねじナット
２１はＸテーブル２の下面に固定され、ボールねじナッ
ト２２はＹテーブル１の下面に固定されている。

【００３４】このボールスプラインを備えたテーブル装
置では、ベッド５上にはＸテーブル２の下方に配置され
たボールねじ軸９が支持軸受１０を介して回転可能に支
持され、Ｘテーブル駆動モータ４はカップリング２０を
介してボールねじ軸９に連結され、ボールねじ軸９はＸ
テーブル駆動モータ４によって回転駆動される。Ｘテー
ブル２上には、ボールねじ軸１２が支持軸受１１を介し
て回転可能に支持され、ボールねじ軸１２はＹテーブル
駆動モータ３によってボールスプライン軸１５やスライ
ダ２４を介して回転駆動される。ボールねじ軸９には、
Ｘテーブル２に固定されたボールねじナット２１が螺合
している。従って、ボールねじナット２１は、ボールね
じ軸９の回転に応じてボールねじ軸９上をＸ軸方向に往
復動でき、ボールねじナット２１の往復動はＸテーブル
２の往復動となる。また、ボールねじ軸１２には、Ｙテ
ーブル１に固定されているボールねじナット２２が螺合
している。従って、ボールねじナット２２は、ボールね
じ軸１２の回転に応じてボールねじ軸１２上をＹ軸方向
に往復動でき、ボールねじナット２２の往復動はＹテー
ブル１の往復動となる。

【００３５】ボールスプラインは、ボールスプライン軸
１５とスライダ２４から構成されている。Ｙテーブル駆
動モータ３は、ボールスプライン軸１５にカップリング
１９を介して連結されている。ボールスプラインは、上
記各実施例のものを利用でき、ベッド５上に支持軸受１
４によって回転可能に支持されたボールスプライン軸１
５、及びボールスプライン軸１５に非回転状態に摺動可
能に取り付けられたスライダ２４から構成されている。
従って、ボールスプライン軸１５とボールねじ軸９と
は、ベッド５上の平面上に隔置して配置され、ボールス
プライン軸１５はベッド５上でＸテーブル２の側方に位
置し、ボールねじ軸９はＸテーブル２の下方に位置して
いる。

【００３６】このボールスプラインを備えたテーブル装
置では、スライダ２４は、Ｘテーブル２に支持部材１６
を介して固定した外輪２５に回転自在に支持されてい
る。Ｘテーブル２には支持部材１６が固着具３４によっ
て固定されている。支持部材１６には、外輪２５が取付
ボルト孔３３に挿通したボルトによって固定されてい
る。従って、外輪２５はボールスプライン軸１５に対し
て摺動自在であるが、ボールスプライン軸１５の回転運
動はスライダ２４が介在するため伝達されず、外輪２５
に支持部材１６を介して固定したＸテーブル２はボール
スプライン軸１５の軸方向に平面上で往復移動可能にな
る。また、スライダ２４に設けた回転部材の傘歯車１７
と傘歯車１７に直角方向に噛み合うボールねじ軸１２に
設けた傘歯車１８とは噛み合っているので、Ｙテーブル
駆動モータ３によって回転するボールスプライン軸１５
の回転運動は、スライダ２４、傘歯車１７及び傘歯車１
８を通じてボールねじ軸１２の回転運動として伝達され
る。

【００３７】このボールスプラインを備えたテーブル装
置では、Ｙテーブル１が往復動するＹ軸方向は、Ｘテー
ブル２が往復動するＸ軸方向に対して直交する方向に設
定されている。Ｘテーブル２のＸ軸方向の位置決めは、
Ｘテーブル駆動モータ４で回転駆動するボールねじ軸９
上を往復動するボールねじナット２１の停止位置によっ
て決定される。更に、Ｙテーブル１のＹ軸方向の位置決
めは、Ｙテーブル駆動モータ３で回転伝達装置を介して
回転駆動するボールねじ軸１２上を往復動するボールね
じナット２２の停止位置によって決定される。このボー
ルスプラインを備えたテーブル装置において、Ｙテーブ
ル１及びＸテーブル２の直線位置決めは、具体的には、
コントローラの指令で行われるものであり、ＤＣモータ
やステッピングモータから成るＹテーブル駆動モータ３
とＸテーブル駆動モータ４の駆動で行われ、Ｘテーブル
２とＹテーブル１の位置を検出するエンコーダ等のセン
サーやリミットスイッチ等が利用される。

【００３８】このボールスプラインを備えたテーブル装
置では、スライダ７，１３は、図１３に示すスライダ８
２を適用できる。即ち、スライダ８２（７，１３）は、
軌道レール８１（６，８）に対して相対的に摺動可能で
あり且つ各軌道溝８８に対向する位置に軌道溝８７を形
成したケーシング８３、対向する軌道溝８７，８８間で
相対移動可能に転動する転動体８４、及び転動体８４が
方向を転換するための方向変換路を備え且つケーシング
８３の摺動方向即ち長手方向両端にそれぞれ取り付けた
エンドキャップ８５を有している。エンドキャップ８５
には、軌道レール８１とスライダ８２との間の長手方向
のシールを達成するエンドシール８６が取り付けられて
いる。

【００３９】

【発明の効果】この発明によるボールスプラインを備え
たテーブル装置は、上記のように、テーブルに回転可能
にローラ軸受を介してスライダを支持し、スライダをボ
ールスプライン軸に摺動可能に且つ一体回転できるよう
に配設したので、ボールスプライン軸の回転をテーブル
に設けたボールねじ軸等の回転部材に伝達でき、しかも
ボールスプライン軸に対してテーブルの摺動移動を可能
にする。しかも、スライダを構成するケーシングにその
内周面にボールの転動体用の軌道溝を形成し、外周面に
ローラ軸受のローラ用の軌道面を形成することによっ
て、スライダとローラ軸受との組立機構を構成でき、装
置そのものをコンパクトに構成でき、高精度なレスポン
スの良好なテーブル装置を構成できる。

【００４０】また、前記テーブルをＸテーブルとし、Ｘ
テーブル上に回転可能に支持されたボールねじ軸の回転
によってＸテーブル上でＹ軸方向に移動するＹテーブル
を摺動可能に構成すると、ベッドに取り付けられたＹテ
ーブル駆動モータによって回転される前記ボールスプラ
イン軸の回転運動は、前記スライダと前記ローラ軸受を
介して前記ボールねじ軸を駆動することができ、Ｙテー
ブルを摺動可能に往復動させることができ、装置自体の
高さを低く構成することができると共に、Ｙテーブルを
搭載するＸテーブルにはＹテーブル駆動モータを設けて
いないので、Ｙテーブル駆動モータ及びそれに付随する
コード類も移動することなく、Ｙテーブル駆動モータが
ベッド上に静止して設置される。従って、このボールス
プラインを備えたテーブル装置では、Ｘテーブルに載置
される荷重を低減でき、慣性力を小さく構成でき、Ｙテ
ーブルの高速化、高加速度化、高精度の位置決めが達成
でき、応答性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるボールスプラインを備えたテー
ブル装置の第１実施例を示す一部破断の正面図である。

【図２】図１の線Ｅ−Ｅにおける一部破断の側面図であ
る。

【図３】この発明によるボールスプラインを備えたテー
ブル装置の第２実施例を示す一部破断の正面図である。

【図４】図３の線Ｆ−Ｆにおける一部破断の側面図であ
る。

【図５】この発明によるボールスプラインを備えたテー
ブル装置の第３実施例を示す一部破断の正面図である。

【図６】図５に組み込んだ保持器を示す斜視図である。

【図７】この発明によるボールスプラインを備えたテー
ブル装置の第４実施例を示す一部破断の側面図である。

【図８】この発明によるボールスプラインを備えたテー
ブル装置の第５実施例を示す平面図である。

【図９】図８の線Ａ−Ａにおける断面図である。

【図１０】図８の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。

【図１１】図８の線Ｃ−Ｃにおける断面図である。

【図１２】図８の符号Ｄの要部の拡大断面図である。

【図１３】従来の直動転がり案内ユニットを示す斜視図
である。

【図１４】従来のボールねじを示す斜視図である。

【図１５】従来のテーブル装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ Ｙテーブル ２ Ｘテーブル ３ Ｙテーブル駆動モータ ４ Ｘテーブル駆動用モータ ５ ベッド ６，８ 軌道レール ７，１３ スライダ ９，１２ ボールねじ軸 １５ ボールスプライン軸 １６ 支持部材 １７，１８ 傘歯車 １９，２０ カップリング ２１，２２ ボールねじナット ２３ ケーシング ２４ スライダ ２５ 外輪 ２６ エンドキャップ ２７，３１ 軌道溝 ２８ 転動体 ２９ ローラ ３０ ローラ軸受 ３６ リターン通路 ３７ 方向転換路 ３８，３９ 軌道面 ４０ 保持器 ４１ セパレータ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッド上に回転可能に支持されたボール
   スプライン軸、前記ボールスプライン軸の軸方向に形成
   した軌道溝に対向する軌道溝が形成され且つ前記ボール
   スプライン軸上を摺動移動できるリング状スライダ、前
   記各軌道溝間に形成された軌道路を転走すると共に前記
   ボールスプライン軸と前記スライダとを回転方向に固定
   して両者を一体的に回転させる転動体、前記スライダの
   回転運動を許容するようにローラ軸受を介在して前記ス
   ライダに取り付けられた非回転状態の外輪、及び前記外
   輪に支持部材を介在して固定されたテーブル、から成る
   ボールスプラインを備えたテーブル装置。
2. 【請求項２】 前記テーブルの摺動移動に応じて前記ス
   ライダが前記ボールスプライン軸上を摺動移動する請求
   項１に記載のボールスプラインを備えたテーブル装置。
3. 【請求項３】 前記スライダと前記外輪との間に介在し
   た前記ローラ軸受は、前記スライダの外周面に形成され
   た一対の軌道面と前記外輪の内周面に形成された一対の
   軌道面との間を転動するローラを有し、前記ローラはそ
   の転動軸が順次交差状態に配列されている請求項１又は
   ２に記載のボールスプラインを備えたテーブル装置。
4. 【請求項４】 前記ローラは前記スライダと前記外輪と
   の前記各軌道面間に互いに隣接して転動する請求項３に
   記載のボールスプラインを備えたテーブル装置。
5. 【請求項５】 前記ローラは前記スライダと前記外輪と
   の間に配置された保持器によって前記各軌道面間にロー
   ラ同士が接触することなく配設されている請求項３に記
   載のボールスプラインを備えたテーブル装置。
6. 【請求項６】 前記ローラ間には前記ローラ同士を隔置
   させるセパレータが配置されている請求項３に記載のボ
   ールスプラインを備えたテーブル装置。
7. 【請求項７】 前記スライダは、前記軌道溝と前記軌道
   溝に隔置して延びるリターン通路を形成したケーシング
   及び前記ケーシングの両端に取り付けられたエンドキャ
   ップから構成され、前記転動体は前記各軌道溝間の軌道
   路、前記方向転換路及び前記リターン通路を循環移動す
   る請求項１〜６のいずれか１項に記載のボールスプライ
   ンを備えたテーブル装置。
8. 【請求項８】 前記スライダに設けた傘歯車は、前記テ
   ーブルに回転可能に取り付けられているボールねじ軸の
   端部に設けた傘歯車に噛み合っている請求項１〜７のい
   ずれか１項に記載のボールスプラインを備えたテーブル
   装置。
9. 【請求項９】 ベッド上に固定された第１軌道レール上
   を第１スライダを介して往復動するＸテーブル、前記Ｘ
   テーブル上に固定された第２軌道レール上を第２スライ
   ダを介して往復動するＹテーブル、前記ベッドに取り付
   けられ且つＹテーブル駆動モータで回転駆動される前記
   ベッドに回転可能に支持されたボールスプライン軸、前
   記ベッドに取り付けられたＸテーブル駆動モータで回転
   駆動され且つ前記ベッドに回転可能に支持された第１ボ
   ールねじ軸、前記Ｘテーブル上に回転可能に支持され且
   つ前記ボールスプライン軸の回転運動が駆動伝達される
   第２ボールねじ軸、前記ボールスプライン軸の軸方向に
   形成した軌道溝に対向する軌道溝が形成された前記ボー
   ルスプライン軸上を摺動移動できるリング状スライダ、
   前記各軌道溝間に形成された軌道路を転走すると共に、
   前記ボールスプライン軸と前記スライダとを回転方向に
   固定して一体的に回転させる転動体、前記スライダの回
   転運動を許容するようにローラ軸受を介在して前記スラ
   イダに取り付けられると共に前記Ｘテーブルに支持部材
   を介して固定された外輪、前記第１ボールねじ軸の回転
   に応じて前記第１ボールねじ軸上を移動する前記Ｘテー
   ブルに固定された第１ボールねじナット、及び前記第２
   ボールねじ軸の回転に応じて前記第２ボールねじ軸上を
   移動する前記Ｙテーブルに固定された第２ボールねじナ
   ット、から成るボールスプラインを備えたテーブル装
   置。
10. 【請求項１０】 前記ボールスプライン軸の回転運動
    は、前記スライダに設けた傘歯車が前記Ｘテーブルに回
    転可能に取り付けた前記第２ボールねじ軸の端部に設け
    た傘歯車に噛み合うことによって前記第２ボールねじ軸
    に伝達される請求項９に記載のボールスプラインを備え
    たテーブル装置。
11. 【請求項１１】 前記Ｙテーブルが往復動するＹ軸方向
    は、前記Ｘテーブルが往復動するＸ軸方向に対して直交
    する方向に設定されている請求項９又は１０に記載のボ
    ールスプラインを備えたテーブル装置。
12. 【請求項１２】 前記ボールスプライン軸と前記第１ボ
    ールねじ軸とは前記ベッド上の平面上に隔置して配置さ
    れ、前記ボールスプライン軸は前記ベッド上で前記Ｘテ
    ーブルの側方に位置し、前記第１ボールねじ軸は前記Ｘ
    テーブルの下方に位置している請求項９〜１１のいずれ
    か１項に記載のボールスプラインを備えたテーブル装
    置。