KR20230154092A

KR20230154092A - 리니어 가이드웨이, 크로스 가이드웨이 및 가진 장치

Info

Publication number: KR20230154092A
Application number: KR1020237036787A
Authority: KR
Inventors: 시게루 마츠모토; 히로시 미야시타; 카즈히로 무라우치; 미노루 엔도
Original assignee: 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2023-11-07
Also published as: KR20200072563A; JP6559852B2; KR20230022306A; TW202012058A; TW201607625A; DE202015010027U1; JP6559851B2; DE202015010029U1; CN110530592A; KR20200071779A; JP2018185340A; CN110530592B; CN106605134B; EP3760998A1; EP4036548A1; US10436670B2; US10281356B2; JP6653735B2; EP3176562A1; CN110530591A

Abstract

본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는 진동 테이블과, 진동 테이블을 X축 방향으로 가진하는 X축 가진 유닛과, 진동 테이블을 Y축 방향으로 가진하는 Y축 가진 유닛과, 진동 테이블을 Z축 방향으로 가진하는 Z축 가진 유닛과, 진동 테이블과 Z축 가진 유닛을 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제1 리니어 가이드웨이와, 진동 테이블과 Z축 가진 유닛을 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제2 리니어 가이드웨이를 구비하고, X축 리니어 가이드웨이가 X축 방향으로 뻗는 X축 레일과, X축 레일과 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 X축 캐리지를 구비하고, Y축 리니어 가이드웨이가 Y축 방향으로 뻗는 Y축 레일과, Y축 레일과 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 Y축 캐리지를 구비하고, X축 캐리지가 Y축 캐리지에 직접 고정된 것이다.

Description

리니어 가이드웨이, 크로스 가이드웨이 및 가진 장치{LINEAR GUIDEWAY, CROSS GUIDWAY AND OSCILLATING DEVICE}

본 발명은 진동 시험 등에 사용되는 가진(加振) 장치, 동전형(動電型) 액추에이터, 크로스 가이드웨이, 리니어 가이드웨이 및 진동 테이블에 관한 것이다.

진동 테이블을 직교 3축 방향으로 가진하는 3축 가진 장치가 알려져 있다. 특허문헌 1에는 전동체를 구비한 굴림 안내식의 리니어 가이드웨이(이하, 간단히 「리니어 가이드」라고 함)를 사용함으로써, 고주파수 영역에서의 가진을 가능하게 한 가진 장치가 기재되어 있다.

직교 3축 방향(X축, Y축 및 Z축 방향)으로 가진하기 위해서는, 예를 들면 진동 테이블과, 이 진동 테이블을 Z축 방향으로 가진하는 Z축 액추에이터를 2축 슬라이더에 의해 X축 및 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결할 필요가 있다. 특허문헌 1의 가진 장치에서는 중간 스테이지(연결판)를 통하여 직교 2축(X축, Y축)의 리니어 가이드의 캐리지끼리를 연결한 크로스 가이드웨이(이하, 간단히 「크로스 가이드」라고 함)에 의해 2축 슬라이더인 XY 슬라이더가 구성되어 있다.

국제공개 제2009/011433호

그러나 특허문헌 1의 크로스 가이드의 구성에서는, 중간 스테이지를 사용하기 때문에 부품점수가 많아, 크로스 가이드는 크고 무거운 것이 되고 있었다. 그리고 이 점이 가진 장치의 특히 고주파수 영역에 있어서의 성능을 낮추고 있었다. 구체적으로는 가진 장치의 가동부가 무거워지기 때문에, 구동에 많은 전력을 필요로 하고, 또 가진 가능한 주파수의 상한을 낮게 하고 있었다. 또한 가진 장치의 가동부의 공진 주파수를 낮추기 때문에, 시험 주파수 영역에 있어서의 진동 노이즈가 많아지고 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 크로스 가이드의 구조의 간략화에 의해 크로스 가이드의 소형·경량화를 실현하고, 그 결과로서 가진 장치의 주파수 특성을 향상시키는 점에 있다.

본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는, 진동 테이블과, 진동 테이블을 X축 방향으로 가진하는 X축 가진 유닛과, 진동 테이블을 Y축 방향으로 가진하는 Y축 가진 유닛과, 진동 테이블을 Z축 방향으로 가진하는 Z축 가진 유닛과, 진동 테이블과 Z축 가진 유닛을 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제1 리니어 가이드웨이와, 진동 테이블과 Z축 가진 유닛을 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제2 리니어 가이드웨이를 구비하고, X축 리니어 가이드웨이가 X축 방향으로 뻗는 X축 레일과, X축 레일과 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는(係合) X축 캐리지를 구비하고, Y축 리니어 가이드웨이가 Y축 방향으로 뻗는 Y축 레일과, Y축 레일과 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 Y축 캐리지를 구비하고, X축 캐리지가 Y축 캐리지에 직접 고정된 것이다.

상기한 구성에 의하면, 중간 스테이지를 사용하지 않고 리니어 가이드웨이 방식의 크로스 가이드가 구성되기 때문에, 소형·경량화에 의한 가진 장치의 주파수 특성의 향상이 가능하게 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는, X축 캐리지를 Y축 캐리지에 고정하는 볼트를 구비하고, X축 캐리지에는 드릴된 구멍인 제1 캐리지 부착 구멍(取付穴)이 설치되어 있고, Y축 캐리지에는 탭 구멍인 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있어, 제1 캐리지 부착 구멍에 통과된 볼트가 제2 캐리지 부착 구멍에 틀어박혀져, X축 캐리지가 Y축 캐리지에 직접 고정된 것이다.

이 구성에 의하면, 중간 스테이지를 통하지 않고, 볼트만으로 X축 캐리지를 Y축 캐리지에 고정하는 것이 가능하게 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 캐리지에는 Z축 방향으로 뻗는 4개의 제1 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고, Y축 캐리지에는 Z축 방향으로 뻗는 4개의 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고, 4개의 제1 캐리지 부착 구멍의 중심선과, 4개의 제2 캐리지 부착 구멍의 중심선이 XY 평면 상의 소정의 정사각형의 각 정점을 각각 통과하는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 제1 캐리지 부착 구멍과 제2 캐리지 부착 구멍의 배열이 각각 Z축 둘레에 2회 회전 대칭성을 가지기 때문에, X축 캐리지에 대하여 Y축 캐리지를 Z축 둘레에 90도 방향을 어긋나게 해도, X축 캐리지와 Y축 캐리지를 볼트로 직접 연결하는 것이 가능하게 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 캐리지의 Y축 방향(횡방향) 양측의 X축 방향(직동 방향) 중앙부에, Z축 방향(상하 방향)으로부터 보아 U자 형상으로 절결된 U자 절결부가 형성된 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 캐리지의 Y축 방향 양측의 X축 방향 양단부에, Z축 방향으로부터 보아 L자 형상으로 절결된 L자 절결부가 형성된 구성으로 해도 된다.

상기한 U자 절결부 및/또는 L자 절결부를 설치함으로써, X축 캐리지의 소형·경량화가 가능하게 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 캐리지는 U자 절결부와 L자 절결부 사이에 플랜지부를 가지고, 제1 캐리지 부착 구멍이 플랜지부에 형성된 구성으로 해도 된다. 이 구성은 바꾸어 말하면 Y축 방향 양측 부분에 형성된 제1 캐리지 부착 구멍의 위치를 피하여, 그 X축 방향 양측에 U자 절결부 및 L자 절결부를 설치한 구성이다.

이 구성에 의하면, 제1 캐리지 부착 구멍의 위치를 바꾸지 않고, X축 캐리지를 소형·경량화할 수 있다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 리니어 가이드웨이가 X축 레일과 X축 캐리지에 끼워진 전동체인 롤러를 구비한 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, X축 리니어 가이드웨이의 강성이 향상되고, 내하중성(내충격성)이 향상됨과 아울러, X축 리니어 가이드웨이의 공진 주파수가 향상되어, X축 리니어 가이드웨이에 기인하는 진동 노이즈가 감소한다. 특히 500Hz 이상의 주파수에서 가진하는 경우에, 진동 노이즈의 저감에 현저한 효과가 나타난다.

상기한 가진 장치에 있어서, Y축 캐리지의 X축 방향 양측의 Y축 방향 중앙부에, Z축 방향으로부터 보아 U자 형상으로 절결된 제2 U자 절결부가 형성되고, Y축 캐리지의 X축 방향 양측의 Y축 방향 양단부에, Z축 방향으로부터 보아 L자 형상으로 절결된 제2 L자 절결부가 형성되고, Y축 캐리지가 제2 U자 절결부와 제2 L자 절결부 사이에 제2 플랜지부를 가지고, 제2 캐리지 부착 구멍이 제2 플랜지부에 형성되고, Y축 리니어 가이드웨이가 Y축 레일과 Y축 캐리지에 끼워진 전동체인 롤러를 구비한 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 동전형 액추에이터는, 대략 통 형상의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와, 고정부와 가동부를 탄성적으로 연결하는 스프링 기구를 구비한다.

이 구성에 의하면, 스프링 기구에 의해 가동부와 고정부가 탄성적으로 연결되기 때문에, 가동부가 고정부로부터 이탈하거나, 고정부의 바닥부에 충돌하거나 하는 것이 방지된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 스프링 기구가 가동부를 고정부에 대하여 축선 방향에 있어서의 중립 위치에 탄성적으로 지지하는 중립 스프링 기구인 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 가동부의 위치의 제어가 가능하게 되어, 가동부를 항상 중립 위치를 중심으로 진동시키는 것이 가능하게 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 스프링 기구가 가동부에 고정된 로드와, 고정부에 고정된 탄성 요소 지지 플레이트와, 로드와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 개재되는 제1 및 제2 탄성 요소를 구비하고, 탄성 요소 지지 플레이트에는 로드가 통과되는 관통 구멍이 설치되어 있고, 로드가 제1 플랜지부와, 탄성 요소 지지 플레이트를 끼우고 제1 플랜지부와 반대측에 설치된 제2 플랜지부를 구비하고, 제1 플랜지부와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 제1 탄성 요소가 개재되고, 제2 플랜지부와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 제2 탄성 요소가 개재되는 구성으로 해도 된다.

이 구성에 의하면, 2개의 탄성 요소에 의해, 정역 어느 구동 방향으로 가동부가 변위해도 확실하게 가동부를 중립 위치로 되돌리는 것이 가능하게 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 제1 및 제2 탄성 요소의 적어도 일방이 스프링을 포함하는 구성으로 해도 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 스프링이 코일 스프링인 구성으로 해도 된다.

코일 스프링을 사용함으로써 비교적으로 큰 변위의 제어가 가능하게 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 제1 및 제2 탄성 요소의 적어도 일방이 고무 또는 수지를 포함하는 구성으로 해도 된다.

예를 들면 방진 고무나 수지판과 같이 고무 탄성체나 점탄성체 등의 높은 완충성을 가지는 재료로 형성된 탄성 요소를 사용함으로써, 소형의 스프링 기구가 실현된다.

*또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는, 진동 테이블과, 진동 테이블을 연직 방향으로 구동하는 연직 액추에이터와, 진동 테이블을 수평 방향으로 구동하는 수평 액추에이터를 구비하고, 수평 액추에이터가 상기한 어느 하나의 동전형 액추에이터이다.

구동 방향으로 중력이 작용하지 않는 수평 액추에이터에 있어서는, 가동부를 중립 위치에 유지하기 위해서는 가동부를 정역 2방향으로 되돌리는 기능이 필요하며, 제1 및 제2 탄성 요소를 구비한 스프링 기구(중립 스프링 기구)가 유효하다.

상기한 가진 장치에 있어서, 연직 액추에이터가 대략 통 형상의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와, 가동부를 고정부에 대하여 하방으로부터 지지하는 공기 스프링을 구비한 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 리니어 가이드웨이는 레일과, 레일과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 캐리지를 구비하고, 캐리지의 캐리지 상면에, 정사각형의 각 정점을 통과하는 4개의 제1 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고, 제1 캐리지 부착 구멍이 드릴된 구멍이다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 리니어 가이드웨이는 레일과, 레일과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 캐리지를 구비하고, 캐리지의 캐리지 상면에, 정사각형의 각 정점을 통과하는 4개의 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고, 제2 캐리지 부착 구멍이 탭 구멍이다.

상기한 리니어 가이드웨이에 있어서, 레일과 캐리지 사이에 개재되고, 캐리지의 슬라이드에 따라 레일 및 캐리지의 궤도면 상을 구르는 전동체를 구비한 구성으로 해도 된다.

상기한 리니어 가이드웨이에 있어서, 전동체가 롤러인 구성으로 해도 된다.

상기한 리니어 가이드웨이에 있어서, 전동체가 볼인 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 크로스 가이드웨이는, 상기한 어느 하나의 제1 리니어 가이드웨이와, 상기한 어느 하나의 제2 리니어 가이드웨이와, 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지와 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지를 고정하는 볼트를 구비하고, 제1 리니어 가이드웨이의 제1 캐리지 부착 구멍에 통과된 볼트가 제2 리니어 가이드웨이의 제2 캐리지 부착 구멍에 틀어박혀져, 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지가 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지에 직접 고정되어 있는 것이다.

상기한 리니어 가이드웨이에 있어서, 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지와 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지가 서로 슬라이드 방향을 90도 어긋나게 하여 조합된 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는, 진동 테이블과 Z축 액추에이터를 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제1 슬라이더와, 진동 테이블과 Y축 액추에이터를 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 제2 슬라이더를 구비하고, 제2 슬라이더의 Z축 레일이 진동 테이블에 고정됨(구성 A)과 아울러, 제1 슬라이더의 Y축 레일의 하나와, 제2 슬라이더의 Z축 레일의 하나가 대략 동일 평면 상에 배치된 것(구성 B)을 특징으로 하고 있다.

상기 구성 A에 의해, 제2 슬라이더의 Z축 캐리지에 Z축 방향의 가진력이 가해지는 것이 회피된다. 이것에 의해 제2 슬라이더의 Z축 캐리지의 진동에 기인하는 진동 노이즈가 저감된다.

또 상기 구성 B에 의해, 제1 슬라이더의 Y축 캐리지 및 제2 슬라이더의 Z축 캐리지에 Z축 회전의 진동 토크가 가해지는 것이 회피된다. 이것에 의해 제1 슬라이더의 Y축 캐리지 및 제2 슬라이더의 Z축 캐리지의 진동에 기인하는 진동 노이즈가 저감된다.

그리고 상기 구성 A와 상기 구성 B를 조합함으로써, 리니어 가이드에 기인하는 높은 주파수 영역에 있어서의 주요한 진동 노이즈의 요인의 하나가 배제되어, 진동 노이즈가 대폭 저감되고, 높은 주파수 영역에 있어서의 실용 레벨의 가진 정밀도의 실현을 가능하게 한다는 작용 효과를 나타낸다.

특허문헌 1에 기재된 가진 장치에서는 높은 주파수 영역에 있어서 강하게 발생하는 진동 노이즈 때문에, 가진 정밀도가 제한되어 있었다. 이와 같은 진동 노이즈에는 다양한 요인이 생각되는데, 지금까지 그 요인은 특정되어 있지 않았다.

본 발명자는 이 진동 노이즈의 요인을 조사하는 과정에서, 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 레일을 진동 테이블에 고정하는 구성(구성 A)을 채용한 경우와, 제1 연결 수단의 X축 리니어 가이드의 레일과 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 레일을 동일 평면(ZX 평면) 상에 배치하는 구성(구성 B)을 채용한 경우에, 각각 높은 주파수 영역에 있어서의 진동 노이즈의 레벨이 저하되는 것을 발견했다. 또한 이들 2개의 구성을 조합했더니 진동 노이즈의 레벨이 크게 저하되어, 높은 주파수 영역에 있어서 실용 레벨의 가진 정밀도를 달성할 수 있는 것이 판명되었다.

구성 A(제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 레일을 진동 테이블에 고정함)를 채용한 경우, 진동 테이블을 Z축 방향으로 가진하면, 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드는 레일만이 진동 테이블에 추종하여 Z축 방향으로 가진되고, 캐리지는 Z축 방향으로는 가진되지 않는다. 리니어 가이드의 캐리지는 레일과 비교하여 구조가 복잡하며, 또한 중량도 크기 때문에, 가진시에 진동 노이즈를 발생시키기 쉽다. 따라서 Z축 리니어 가이드의 캐리지의 Z축 방향으로의 가진이 회피된 것이 노이즈 저감의 하나의 요인이라고 생각된다.

또 구성 B(제1 연결 수단의 X축 리니어 가이드의 레일과 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 레일을 동일 평면 상에 배치함)를 채용한 경우, 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 레일로부터 진동 테이블에 X축 방향의 가진력을 가해도, 제1 연결 수단의 X축 리니어 가이드의 캐리지에는 Z축 회전의 토크는 걸리지 않는다. 또 이 때 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 캐리지에도 Z축 회전의 토크는 걸리지 않는다. X축 리니어 가이드의 캐리지는 Z축 방향의 병진력에 대해서는 특히 높은 강성을 가지고 있는데, Z축 회전의 토크에 대해서는 비교적으로 강성이 낮다. 또 Z축 리니어 가이드의 캐리지는 X축 방향의 병진력에 대해서는 특히 높은 강성을 가지고 있는데, Z축 회전의 토크에 대해서는 비교적으로 강성이 낮다. 따라서 구성 B를 채용함으로써, 제1 연결 수단의 X축 리니어 가이드 및 제2 연결 수단의 Z축 리니어 가이드의 각 캐리지에 Z축 회전의 진동 토크가 가해지는 것이 회피된 것이 노이즈 저감의 하나의 요인이라고 생각된다.

또 상기한 가진 장치에 있어서, 제2 슬라이더가 3개 이상의 병렬되는 Z축 리니어 가이드웨이를 구비한 구성으로 해도 된다.

상기 구성 A의 채용에 의해, 제2 슬라이더의 수를 늘리는 것에 따른 연직 방향으로 가진되는 질량의 증가에 의한 가진 정밀도의 저하의 디메리트보다, 강성의 강화에 의해 가진 정밀도의 향상의 메리트가 상회한다. 그 때문에 제2 슬라이더가 3개 이상의 병렬되는 Z축 리니어 가이드웨이를 구비한 구성을 채용함으로써, 더욱 가진 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또 상기한 가진 장치에 있어서, 제1 슬라이더, 제2 슬라이더 및 제3 슬라이더의 적어도 하나가 전동체로서 롤러를 구비한 롤러 베어링 기구인 구성으로 해도 된다.

강성이 높은 롤러 베어링 기구를 사용함으로써, 더욱 고수준의 가진 정밀도가 실현된다.

상기한 가진 장치에 있어서, X축 액추에이터, Y축 액추에이터 및 Z축 액추에이터가 동전형 액추에이터이며, 동전형 액추에이터가 대략 통 형상의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부와, 가동부를 고정부의 축선 방향으로 왕복 이동 가능하게 측방으로부터 지지하는 복수의 가동부 지지 기구를 구비하고, 가동부 지지 기구가 가동부의 측면에 고정되고, 고정부의 축선 방향으로 뻗는 레일과, 고정부에 고정되고, 레일과 축선 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 캐리지를 구비함과 아울러, 고정부의 축선의 주위에 대략 등간격으로 배치된 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 제1 슬라이더의 Y축 레일이 진동 테이블에 고정되고, 가동부가 고정부의 중공부 내에 동일 축에 배치된 원기둥 형상부와, 원기둥 형상부의 상단에 부착된 Y축 방향으로 한 변을 가지는 대략 직사각형 형상의 천판을 구비하고, 천판의 Y축 방향에 있어서의 길이가 원기둥 형상부의 외경보다 크고, 또한 진동 테이블의 Y축 방향에 있어서의 길이 이상인 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 두 쌍의 가동부 지지 기구를 구비하고, 가동부가 두 쌍의 가동부 지지 기구에 의해 직교 2방향에서 양측으로부터 끼워진 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 가동부가 그 일단으로부터 돌출되어 고정부의 축선 상으로 뻗는 로드를 구비하고, 고정부가 로드를 고정부의 축선 방향으로 이동 가능하게 지지하는 축받이를 구비한 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 가진 장치가 베이스를 구비하고, 동전형 액추에이터가 고정부를 지지하는 고정부 지지 기구를 구비하고, 고정부 지지 기구가 고정부에 부착된 가동 블록과, 가동 블록과 베이스를 고정부의 축선 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 리니어 가이드웨이와, 베이스와 가동 블록 사이에 배치되고, 축선 방향의 진동의 전달을 방지하는 완충 수단을 구비한 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 완충 수단이 공기 스프링인 구성으로 해도 된다.

상기한 가진 장치에 있어서, 고정부 지지 기구가 베이스에 고정된 고정 블록을 구비하고, 고정부 지지 기구의 리니어 가이드웨이 및 방진 부재의 적어도 일방이 고정 블록을 통하여 베이스에 고정된 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 동전형 액추에이터는, 베이스와, 베이스 상에 부착된 고정부 지지 기구와, 고정부 지지 기구에 의해 지지된 대략 통 형상의 고정부와, 고정부의 중공부 내에 적어도 일부가 수용되고, 고정부의 축선 방향으로 왕복 구동되는 가동부를 구비하고, 고정부 지지 기구가 고정부에 부착된 가동 블록과, 베이스와 가동 블록을 고정부의 축선 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 리니어 가이드웨이와, 베이스와 가동 블록을 탄성적으로 연결하는 스프링 기구를 구비한다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 베이스에 고정된 고정 블록을 구비하고, 리니어 가이드웨이 및 스프링 기구의 적어도 일방이 고정 블록을 통하여 베이스에 부착된 구성으로 해도 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 스프링 기구가 가동 블록을 고정 블록에 대하여 축선 방향에 있어서의 중립 위치에 탄성적으로 지지하는 중립 스프링 기구인 구성으로 해도 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 스프링 기구가 가동 블록에 고정된 로드와, 고정 블록에 고정된 탄성 요소 지지 플레이트와, 로드와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 개재되는 제1 및 제2 탄성 요소를 구비하고, 탄성 요소 지지 플레이트에는 로드가 통과되는 관통 구멍이 설치되어 있고, 로드는 제1 플랜지부와, 탄성 요소 지지 플레이트를 끼우고 제1 플랜지부와 반대측에 설치된 제2 플랜지부를 구비하고, 제1 플랜지부와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 제1 탄성 요소가 개재되고, 제2 플랜지부와 탄성 요소 지지 플레이트 사이에 제2 탄성 요소가 개재되는 구성으로 해도 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 탄성 요소가 공기 스프링인 구성으로 해도 된다.

상기한 동전형 액추에이터에 있어서, 한 쌍의 가동 블록을 구비하고, 한 쌍의 가동 블록이 고정부의 축선을 끼우는 양측면에 부착된 구성으로 해도 된다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 가진 장치는, 상기한 어느 하나의 동전형 액추에이터와, 동전형 액추에이터에 의해 축선 방향으로 가진되는 진동 테이블을 구비한다.

또 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 진동 테이블은, 대략 정사각형 형상의 테두리부와, 테두리부의 제1 방향에 대향하는 제1 가장자리부를 연결하는 제1 리브와, 테두리부의 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 대향하는 제2 가장자리부를 연결하는 제2 리브와, 제1 가장자리부의 외측면에 부착된 제1 및 제2 방향의 양방향과 직교하는 제3 방향으로 슬라이드 가능한 제1 리니어 가이드웨이와, 제2 가장자리부의 외측면에 부착된 제3 방향으로 슬라이드 가능한 제2 리니어 가이드웨이를 구비하고, 제1 리니어 가이드웨이가 제1 리브의 연장면 상에 배치되고, 제2 리니어 가이드웨이가 제2 리브의 연장면 상에 배치된 것이다.

또 상기한 진동 테이블에 있어서, 테두리부가 정사각형의 네 모서리가 잘려진 육각 형상인 구성으로 해도 된다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 중간 스테이지를 사용하지 않고 리니어 가이드웨이 방식의 크로스 가이드를 구성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 소형·경량화에 의한 가진 장치의 주파수 특성의 향상이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 가진 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 가진 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 가진 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 Z축 가진 유닛의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 Z축 가진 유닛의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 Z축 가진 유닛의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 X축 가진 유닛의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 X축 가진 유닛의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 X축 가진 유닛의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 연직 구동용 동전형 액추에이터의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 연직 구동용 동전형 액추에이터의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 연직 구동용 동전형 액추에이터의 종단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 따른 수평 구동용 동전형 액추에이터의 중립 스프링 기구 부근을 확대한 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 크로스 가이드의 외관도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 A형 리니어 가이드의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 A형 리니어 가이드의 측면도이다.
도 17은 본 발명의 실시형태에 따른 A형 리니어 가이드의 정면도이다.
도 18은 본 발명의 실시형태에 따른 B형 리니어 가이드의 평면도이다.
도 19는 본 발명의 실시형태에 따른 B형 리니어 가이드의 측면도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태에 따른 B형 리니어 가이드의 정면도이다.
도 21은 중계 프레임의 천판에 부착되는 레일의 배치를 설명하는 도면이다.
도 22는 롤러 베어링식 리니어 가이드의 횡단면도이다.
도 23은 도 22의 I-I 단면도이다.
도 24는 리니어 가이드의 롤러와 리테이너의 배치 관계를 나타낸 도면이다.
도 25는 진동 테이블 부근을 확대한 평면도이다.
도 26은 X축 가진 유닛의 지지 유닛의 스프링 기구 부근을 확대한 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시형태에 따른 가진 장치의 구동 제어 시스템의 블록도이다.
도 28은 볼 베어링식 리니어 가이드의 횡단면도이다.
도 29는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블 부근을 확대한 평면도이다.
도 30은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블 부근을 확대한 측면도이다.
도 31은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 Z축 가진 유닛의 가동부의 외관도이다.
도 32는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 중계 프레임의 외관도이다.
도 33은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 XY 슬라이더의 Y축 레일의 사시도이다.
도 34는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블 부근을 확대한 평면도이다.
도 35는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블 부근을 확대한 평면도이다.
도 36은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블 부근을 확대한 측면도이다.
도 37은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 가진 장치의 측면도이다.
도 38은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 가진 장치의 측면도이다.
도 39는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 가진 장치의 평면도이다.
도 40은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 가진 장치의 측면도이다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

또한 각 도면에 있어서 동일한 또는 대응하는 요소에 대해서는 동일한 또는 대응하는 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.

<제1 실시형태>

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 동전형 3축 가진 장치(1)(이하, 「가진 장치(1)」라고 약기함)의 기구부(10)의 평면도이다. 이하의 설명에 있어서 도 1에 있어서의 좌우 방향을 X축 방향(우방향을 X축 정방향), 상하 방향을 Y축 방향(하방향을 Y축 정방향), 지면에 수직인 방향을 Z축 방향(지면 이측으로부터 표측을 향하는 방향을 Z축 정방향)으로 한다. 또한 Z축 방향은 연직 방향이며, X축 및 Y축 방향은 수평 방향이다. 또 도 2 및 도 3은 각각 가진 장치(1)의 측면도이다. 또한 도 2는 Y축 부방향(도 1에 있어서의 상방향)을 향하여 가진 장치(1)를 본 도면이며, 도 3은 X축 부방향(도 1에 있어서의 좌방향)을 향하여 가진 장치(1)를 본 도면이다.

도 1에 나타내는 바와 같이 가진 장치(1)의 기구부(10)는 그 상면에 공시체(도시하지 않음)가 고정되는 진동 테이블(400)과, 진동 테이블(400)을 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 가진하는 3개의 가진 유닛(X축 가진 유닛(100), Y축 가진 유닛(200) 및 Z축 가진 유닛(300))과, 각 가진 유닛(100, 200 및 300)이 부착된 장치 베이스(500)를 구비하고 있다.

도 4는 Z축 가진 유닛(300)의 평면도이며, 도 5 및 도 6은 Z축 가진 유닛(300)의 측면도이다. 또한 도 5는 Y축 부방향을 향하여 Z축 가진 유닛(300)을 본 도면이며, 도 6은 X축 부방향을 향하여 Z축 가진 유닛(300)을 본 도면이다.

또 도 7, 도 8 및 도 9는 각각 X축 가진 유닛(100)의 평면도, 측면도 및 정면도이다. 또한 도 7, 도 8 및 도 9는 각각 Z축 부방향, Y축 부방향 및 X축 부방향을 향하여 X축 가진 유닛(100)을 본 도면이다.

각 가진 유닛(100, 200 및 300)은 각각 동전형 액추에이터(보이스 코일 모터)를 구비한 직동 가진 유닛이다. 진동 테이블(400)과 각 가진 유닛(100, 200 및 300)은 각각 슬라이드 연결 기구인 2축 슬라이더(YZ 슬라이더(160), ZX 슬라이더(260) 및 XY 슬라이더(360))를 통하여 연결되어 있다. 가진 장치(1)는 각 가진 유닛(100, 200 및 300)을 사용하여 진동 테이블(400) 및 진동 테이블(400) 상에 고정된 공시체를 직교 3축 방향으로 가진한다.

도 27은 가진 장치(1)의 구동 제어 시스템(1a)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 구동 제어 시스템(1a)은 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(20)와, 진동 테이블(400)의 진동을 계측하는 계측부(30)와, 제어부(20)에 전력을 공급하는 전원부(40)와, 외부와의 입출력을 행하는 인터페이스부(50)를 구비하고 있다.

인터페이스부(50)는 예를 들면 유저와의 사이에서 입출력을 행하는 유저 인터페이스, LAN(Local Area Network) 등의 각종 네트워크와 접속하기 위한 네트워크 인터페이스, 외부 기기와 접속하기 위한 USB(Universal Serial Bus)나 GPIB(General Purpose Interface Bus) 등의 각종 통신 인터페이스의 하나 이상을 구비하고 있다. 또 유저 인터페이스는 예를 들면 각종 조작 스위치, 표시기, LCD(liquid crystal display) 등의 각종 디스플레이 장치, 마우스나 터치 패드 등의 각종 포인팅 디바이스, 터치 스크린, 비디오 카메라, 프린터, 스캐너, 버저, 스피커, 마이크로폰, 메모리카드 리더라이터 등의 각종 입출력 장치의 하나 이상을 포함한다.

계측부(30)는 진동 테이블(400)에 부착된 3축 진동 센서(3축 진동 픽업)(32)를 구비하고 있고, 3축 진동 센서(32)가 출력하는 신호(예를 들면 속도 신호나 가속도 신호)를 증폭 및 디지털 변환하여 제어부(20)에 송신한다. 또한 3축 진동 센서(32)는 X축, Y축 및 Z축 방향의 진동을 독립적으로 검출한다. 또 계측부(30)는 3축 진동 센서(32)의 신호에 기초하여 진동 테이블(400)의 진동 상태를 나타내는 각종 파라미터(예를 들면 속도, 가속도, 진폭, 파워 스펙트럼 밀도 등)를 계산하여 제어부(20)에 송신한다. 제어부(20)는 인터페이스부(50)를 통하여 입력된 가진 파형이나 계측부(30)로부터의 신호에 기초하여, 각 가진 유닛(100, 200 및 300)의 구동 코일(후술)에 입력하는 교류 전류의 크기나 주파수를 제어함으로써, 원하는 진폭 및 주파수에서 진동 테이블(400)을 가진할 수 있다.

이어서 각 가진 유닛(100, 200 및 300)의 구조를 설명한다. 후술하는 바와 같이 X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)은 수평 구동용 동전형 액추에이터(이하, 간단히 「수평 액추에이터」라고 함)(100A 및 200A)를 각각 구비하고 있다. 한편 Z축 가진 유닛(300)은 연직 구동용 동전형 액추에이터(이하, 간단히 「연직 액추에이터」라고 함)(300A)를 구비하고 있다.

연직 액추에이터(300A)는 공시체나 진동 테이블의 중량(정하중)을 지지하기 위한 공기 스프링(330)(후술)을 구비하고 있다. 한편 수평 액추에이터(100A 및 200A)는 진동 테이블을 중립 위치(원점, 기준 위치)로 되돌리는 복원력을 부여하는 중립 스프링 기구(130 및 230)(후술)를 각각 구비하고 있다. X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)은 공기 스프링(330) 대신에 중립 스프링 기구(130, 230)를 구비하고 있는 점을 제외하고는 Z축 가진 유닛(300)과 동일 구성이기 때문에, 각 가진 유닛을 대표하여 Z축 가진 유닛(300)에 대해서 상세한 구성을 설명한다.

도 10은 연직 액추에이터(300A)의 측면도이며, 도 11은 그 정면도이다. 또 도 12는 Z축 가진 유닛(300)(연직 액추에이터(300A))의 종단면도이다. 연직 액추에이터(300A)는 통형상체(312)를 가지는 고정부(310)와, 고정부(310)의 통 내에 수용된 가동부(320)를 구비하고 있다. 가동부(320)는 고정부(310)에 대하여 연직 방향(Z축 방향)으로 이동할 수 있다. 가동부(320)는 대략 원기둥 형상의 메인 프레임(322)과, 메인 프레임(322)의 하단부에 동일 축에 부착된 구동 코일(352)을 구비하고 있다. 또 메인 프레임(322)의 상단부에는 메인 프레임(322)과 대략 동일 직경의 중계 프레임(324)이 동일 축에 부착되어 있다.

구동 코일(352)은 구동 코일 유지 부재(351)를 통하여 메인 프레임(322)의 하단에 부착되어 있다. 메인 프레임(322)은 하측일수록 외경이 커지도록 측면이 완만하게 경사진 원추대 형상으로 형성되어 있다. 또 메인 프레임(322)은 중심축 상에 뻗는 로드(322a)와, 중심축과 수직으로 배치된 천판(322b) 및 바닥판(322c)을 가지고 있다. 천판(322b)과 바닥판(322c)은 로드(322a)에 의해 연결되어 있다. 로드(322a)는 바닥판(322c)을 관통하여 더욱 하방으로 뻗어 있다. 또 천판(322b)에는 중계 프레임(324)이 부착되어 있다.

또 고정부(310)의 통형상체(312)의 내부에는 통형상체(312)와 동일 축에 배치된 대략 원통 형상의 내측 자극(316)이 고정되어 있다. 통형상체(312)와 내측 자극(316)은 모두 자성체로부터 형성되어 있다. 내측 자극(316)의 외경은 구동 코일(352)의 내경보다 작고, 구동 코일(352)은 내측 자극(316)의 외주면과 통형상체(312)의 내주면으로 끼워진 간극에 배치되어 있다. 또 내측 자극(316)의 통 내에는 로드(322a)를 Z축 방향으로만 이동 가능하게 지지하는 축받이(318)가 고정되어 있다.

통형상체(312)의 내주면(312a)에는 복수의 오목부(312b)가 형성되어 있고, 각 오목부(312b)에는 여자 코일(314)이 수용되어 있다. 여자 코일(314)에 직류 전류(여자 전류)를 흘리면, 통형상체(312)의 내주면(312a)과 내측 자극(316)의 외주면이 접근하여 대향하는 개소에 있어서, 통형상체(312)의 반경 방향으로 화살표 A로 표시되는 바와 같은 자계가 발생한다. 이 상태에서 구동 코일(352)에 구동 전류를 흘리면, 구동 코일(352)의 축 방향, 즉 Z축 방향으로 로렌츠력이 발생하고, 가동부(320)가 Z축 방향으로 구동된다.

또 내측 자극(316)의 통 내에는 공기 스프링(330)이 수납되어 있다. 공기 스프링(330)의 하단은 고정부(310)에 고정되어 있고, 상단에는 로드(322a)가 고정되어 있다. 공기 스프링(330)은 로드(322a)를 통하여 메인 프레임(322)을 하방으로부터 지지한다. 즉 공기 스프링(330)에 의해 가동부(320)와 가동부(320)에 지지되는 XY 슬라이더(360), 진동 테이블(400) 및 공시체의 중량(정하중)이 지지된다. 따라서 Z축 가진 유닛(300)에 공기 스프링(330)을 설치함으로써, Z축 가진 유닛(300)의 구동력(로렌츠력)에 의해 가동부(320)나 진동 테이블(400) 등의 중량(정하중)을 지지할 필요가 없어져, 가동부(320) 등을 진동시키기 위한 동하중만을 제공하면 되기 때문에, Z축 가진 유닛(300)에 공급되는 구동 전류(즉 소비 전력)가 저감된다. 또 필요한 구동력의 저감에 의해 구동 코일(352)도 소형화할 수 있기 때문에, 가동부(320)의 경량화에 의해 Z축 가진 유닛(300)을 보다 높은 주파수에서 구동하는 것이 가능하게 된다. 또한 가동부(320)나 진동 테이블(400) 등의 중량을 지지하기 위한 큰 직류 성분을 구동 코일에 공급할 필요가 없어지기 때문에, 전원부(40)도 소형이며 간단한 구성의 것을 채용하는 것이 가능하게 된다.

또 Z축 가진 유닛(300)의 가동부(320)를 구동하면, 고정부(310)도 구동축(Z축) 방향으로 큰 반력(가진력)을 받는다. 가동부(320)와 고정부(310) 사이에 공기 스프링(330)을 설치함으로써, 가동부(320)로부터 고정부(310)로의 전달되는 가진력이 완화된다. 그 때문에 예를 들면 가동부(320)의 진동이 고정부(310), 장치 베이스(500) 및 가진 유닛(100, 200)을 통하여 진동 테이블(400)에 노이즈 성분으로서 전달되는 것이 방지된다.

여기서 수평 액추에이터(100A)(도 8)의 구성에 대해서 설명한다. 상기 서술한 바와 같이, 수평 액추에이터(100A)는 공기 스프링(330)(도 12) 대신에 중립 스프링 기구(130)(도 13)를 구비하고 있는 점에 있어서 연직 액추에이터(300A)와 상이하고, 그 밖의 기본적인 구성에 있어서 양자는 공통된다. 또 수평 액추에이터(200A)도 이하에 설명하는 수평 액추에이터(100A)와 동일 구성의 것이다. 중립 스프링 기구(130)는 수평 액추에이터(100A)의 고정부(110)와 가동부(120)를 탄성적으로 연결한다.

도 13은 중립 스프링 기구(130) 부근을 확대한 수평 액추에이터(100A)의 종단면도이다. 파선 테두리 내는 X축 정방향을 향하여 본 중립 스프링 기구(130)의 배면도이다.

중립 스프링 기구(130)는 볼록형 브래킷(131), 로드(132), 너트(133) 및 한 쌍의 코일 스프링(압축 코일 스프링)(134, 135)을 구비하고 있다. 볼록형 브래킷(131)은 플랜지부(131a)에 있어서 고정부(110)의 바닥부에 고정되어 있다. 또 볼록형 브래킷(131)의 천판(131b)의 중앙에는 로드(132)가 통과되는 관통 구멍(131b1)이 설치되어 있다.

X축 방향으로 뻗는 로드(132)는 그 일단(도 13에 있어서의 우단)에 플랜지부(132b)가 설치되어 있고, 플랜지부(132b)를 통하여 가동부(120)의 로드(122a)의 선단(도 13에 있어서의 좌단)에 연결되어 있다. 또 로드(132)의 타단부(도 13에 있어서의 좌단부)에는 너트(133)와 걸어맞춰지는 수나사부(132a)가 형성되어 있다.

한 쌍의 코일 스프링(134, 135)은 로드(132)에 씌워져 있다. 일방의 코일 스프링(134)은 너트(133)의 플랜지부와 볼록형 브래킷(131)의 천판(131b)(코일(탄성 요소) 지지 플레이트)으로 끼워져 유지되어 있다. 타방의 코일 스프링(135)은 천판(131b)과 로드(132)의 플랜지부(132b)로 끼워져 유지되어 있다. 너트(133)의 체결에 의해 한 쌍의 코일 스프링(134, 135)에는 예비하중이 부여되어 있다. 2개의 코일 스프링(134, 135)의 복원력이 균형을 이루는 위치가 수평 액추에이터(100A)의 가동부(120)의 중립 위치(또는 원점 혹은 기준 위치)가 된다. 가동부(120)가 중립 위치로부터 멀어지면, 가동부(120)에는 중립 스프링 기구(130)(직접적으로는 한 쌍의 코일 스프링(134, 135))에 의해 중립 위치로 되돌리는 방향의 복원력이 작용한다. 이것에 의해 가동부(120)는 항상 중립 위치를 중심으로 한 Z축 방향으로의 왕복 구동을 행하는 것이 가능하게 되어, 구동중에 가동부(120)의 위치가 흔들린다는 문제가 해소된다.

이어서 연직 액추에이터(300A)의 설명으로 되돌아가, 가동부(320)의 상부를 축선 방향으로 슬라이드 가능하게 측방으로부터 지지하는 가동부 지지 기구(340)의 구성을 설명한다. 도 6 및 도 12에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 가동부 지지 기구(340)는 가이드 프레임(342) 및 Z축 리니어 가이드(344)를 구비하고 있다. 또한 Z축 리니어 가이드(344)에는 후술하는 A형 리니어 가이드(364A)(도 17-19)와 동일한 구성의 것이 사용된다. Z축 리니어 가이드(344)는 Z축 레일(344a) 및 Z축 캐리지(344b)를 구비하고 있다. 중계 프레임(324)의 동체부(324a)의 측면에는 Z축 방향으로 뻗는 4개의 Z축 레일(344a)이 둘레 방향에 있어서 등간격으로 부착되어 있다. 구체적으로는 동체부(324a)의 X축 방향 양단 및 Y축 방향 양단에 Z축 레일(344a)이 하나씩 고정되어 있다.

또 고정부(310)(통형상체(312))의 상면에는 통형상체(312)의 내주면을 따라 등간격(90° 간격)으로 4개의 가이드 프레임(342)이 고정되어 있다. 가이드 프레임(342)은 리브로 보강된 단면이 L자 형상의 고정 부재(앵글 플레이트, 앵글 또는 L형 브래킷이라고도 함)이다. 각 가이드 프레임(342)의 직립부(342u)에는 Z축 레일(344a)과 걸어맞춰지는 Z축 캐리지(344b)가 고정되어 있다.

Z축 캐리지(344b)는 회전 가능한 복수의 롤러(344c)(후술)를 전동체로서 가지고 있고, Z축 레일(344a)과 함께 롤러 베어링 기구의 Z축 리니어 가이드(344)를 구성한다. 즉 가동부(320)는 상부의 중계 프레임(324)에 있어서, 가이드 프레임(342)과 Z축 리니어 가이드(344)의 쌍으로 이루어지는 4세트의 지지 구조(가동부 지지 기구(340))에 의해 측방으로부터 지지되어, X축 및 Y축 방향으로는 이동할 수 없게 되어 있다. 그 때문에 가동부(320)가 X축 및 Y축 방향으로 진동하는 것에 의한 크로스 토크의 발생이 방지된다. 또 Z축 리니어 가이드(320)의 사용에 의해, 가동부(320)는 Z축 방향으로 원활하게 이동 가능하게 되어 있다. 또한 가동부(320)는 상기 서술한 바와 같이 그 하부에 있어서도 축받이(318)에 의해 Z축 방향으로만 이동 가능하게 지지되어 있기 때문에, X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전도 규제되어, 불필요한 진동(Z축 방향으로의 제어된 병진 운동 이외의 진동)이 발생하기 어렵게 되어 있다.

또 가동부(320)와 가이드 프레임(342)을 Z축 리니어 가이드(344)로 연결하는 경우, 고정부(310)에 고정된 가이드 프레임(342)에 Z축 레일(344a)을 부착하고, 가동부(320)에 부착한 Z축 캐리지(344b)를 Z축 레일(344a) 상에서 슬라이드 가능하게 지지하는 구성도 생각된다. 그러나 본 실시형태에서는 이것과는 반대로 가동부(320)에 Z축 레일(344a)을 부착하고, 가이드 프레임(342)에 Z축 캐리지(344b)를 부착하고 있다. 이 부착 구조를 채용함으로써 불필요한 진동이 억제되어 있다. 이것은 Z축 캐리지(344b)보다 Z축 레일(344a) 쪽이 경량이며, 구동 방향(Z축 방향)의 치수가 길고(따라서 단위길이당 질량이 작고), 또한 구동 방향의 질량 분포가 균일하기 때문에, 가동부(320)에 Z축 레일(344a)을 고정한 쪽이 Z축 가진 유닛(300)을 구동했을 때의 질량 분포의 변동이 적고, 따라서 질량 분포의 변동에 따라 발생하는 진동을 낮게 억제할 수 있기 때문이다. 또 Z축 캐리지(344b)보다 Z축 레일(344a) 쪽이 무게중심이 낮기(즉 설치면으로부터 무게중심까지의 거리가 짧기) 때문에, 가동측에 Z축 레일(344a)을 고정한 쪽이 관성 모우먼트가 작아진다. 따라서 이 구성에 의해 고정부(310)의 공진 주파수를 가진 주파수대(예를 들면 0~100Hz)보다 충분히 높게 하는 것이 용이해지고, 공진에 의한 가진 정밀도의 저하가 억제된다.

이어서 Z축 가진 유닛(300)과 진동 테이블(400)을 연결하는 XY 슬라이더(360)의 구성을 설명한다. 도 4~6에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 XY 슬라이더(360)는 4세트의 크로스 가이드웨이(이하, 간단히 「크로스 가이드」라고 함)(364)를 구비하고 있다.

도 14에 크로스 가이드(364)의 외관도를 나타낸다. 크로스 가이드(364)는 후술하는 A형 리니어 가이드(364A)와 B형 리니어 가이드(364B)를 가동 방향이 서로 직교하도록 캐리지끼리를 겹쳐서 고정한 것이다.

도 15~17에 A형 리니어 가이드(364A)의 외관도를 나타낸다. 도 15, 도 16 및 도 17은 각각 A형 리니어 가이드(364A)의 평면도, 측면도(도 15에 있어서의 하측으로부터 본 도면) 및 정면도(도 15에 있어서의 좌측으로부터 본 도면)이다. A형 리니어 가이드(364A)는 레일(364Aa)과 캐리지(364Ab)를 구비하고 있다.

또 도 18~20에 B형 리니어 가이드(364B)의 외관도를 나타낸다. 도 18, 도 19 및 도 20은 각각 B형 리니어 가이드(364B)의 평면도, 측면도(도 18에 있어서의 하측으로부터 본 도면) 및 정면도(도 18에 있어서의 좌측으로부터 본 도면)이다. B형 리니어 가이드(364B)는 레일(364Ba)과 캐리지(364Bb)를 구비하고 있다.

A형 리니어 가이드(364A)는 캐리지(364Ab)의 캐리지 상면에 있어서의 네 모서리에 볼트 고정용의 4개의 탭 구멍인 캐리지 부착 구멍(이하, 간단히 「부착 구멍」이라고 함)(364Ab3)이 설치되어 있다. 4개의 부착 구멍(364Ab3)은 그 중심선이 캐리지 상면에 있어서의 정사각형(SqA)(도 15에 쇄선으로 나타냄)의 각 정점을 통과하도록 형성되어 있다.

한편 B형 리니어 가이드(364B)는 캐리지(364Bb)의 캐리지 상면에 있어서의 네 모서리에 볼트 고정용의 4개의 드릴된 구멍인 부착 구멍(364Bb3)이 설치되어 있다. 4개의 부착 구멍(364Bb3)은 그 중심선이 캐리지 상면에 있어서의 정사각형(SqB)(도 18에 쇄선으로 나타냄)의 각 정점을 통과하도록 형성되어 있다.

또 부착 구멍(364Bb3)이 형성되는 간격(즉 정사각형(SqB)의 변의 길이)은 A형 리니어 가이드(364A)의 부착 구멍(364Ab3)이 형성되는 간격(즉 정사각형(SqA)의 변의 길이)과 일치하고 있다. 그 때문에 A형 리니어 가이드(364A)와 B형 리니어 가이드(364B)를 가동 방향을 90도 어긋나게 하여 겹쳐도 각 4개의 부착 구멍(364Bb3)과 부착 구멍(364Ab3)의 위치 관계가 일치하여, 4개의 볼트에 의해 캐리지(364Bb)와 캐리지(364Ab)를 연결할 수 있다. 또 캐리지(364Ab)의 부착 구멍(364Ab3)을 탭 구멍으로 하고, 캐리지(364Bb)의 부착 구멍(364Bb3)을 드릴된 구멍으로 하고 있기 때문에, 연결판을 통하지 않고 캐리지(364Ab)와 캐리지(364Bb)를 직접 연결할 수 있다. 이것에 의해 크로스 가이드(364)의 소형화 및 경량화가 가능하게 된다. 또 연결판을 생략하여 크로스 가이드(364)를 소형화함으로써, 크로스 가이드(364)의 강성이 높(즉 고유 진동수가 높)아져 가진 성능이 향상된다. 구체적으로는 보다 높은 주파수까지 진동 노이즈가 적은 가진이 가능하게 된다. 또 크로스 가이드를 가진하는데(즉 기구부(10)의 구동에) 필요한 전력도 저감된다.

또 캐리지(364Ab) 및 캐리지(364Bb)의 캐리지 상면에 있어서의 네 모서리에는 각각 L자 형상의 절결부(364Ab2 및 364Bb2)가 형성되어 있다. 또한 캐리지(364Ab) 및 캐리지(364Bb)의 가동 방향 중앙에는 폭방향(도 15, 도 18에 있어서의 상하 방향) 양측에 U자 형상의 절결부(364Ab1 및 364Bb1)(해칭이 되어 있는 개소)가 형성되어 있다. 바꾸어 말하면 부착 구멍(364Ab3 및 364Bb3)이 형성되는 각 4개의 플랜지부(364Ab4 및 364Bb4)를 제외하고, 캐리지(364Ab) 및 캐리지(364Bb)의 폭방향 양측의 가장자리부가 도려져 있다. 이것에 의해 캐리지(364Ab) 및 캐리지(364Bb)의 경량화가 실현되어 있다.

크로스 가이드(364)는 이와 같이 크로스 가이드 전용의 소형이며 경량인 A형 리니어 가이드(364A) 및 B형 리니어 가이드(364B)로 구성되기 때문에, 소형, 경량 또한 고강성인 것으로 되어 있다. 그 때문에 크로스 가이드(364)는 공진 주파수가 높고, 진동 노이즈가 적은 XY 슬라이더(슬라이드 연결 기구)의 실현을 가능하게 하고 있다.

또 캐리지(364Ab)와 캐리지(364Bb)는 부착 구멍(364Bb3, 364Ab3)을 제외하고 서로 동일한 구조를 가지고 있다. 또 레일(364Aa)과 레일(364Ba)은 동일 구조인 것이다. 그 때문에 A형 리니어 가이드(364A)와 B형 리니어 가이드(364B)를 조합하여 사용해도, 중량 밸런스가 무너지지 않는다.

또 각 캐리지(364Ab, 364Bb)는 각각 상하 방향(도 15, 18에 있어서 지면에 수직인 방향)의 축 둘레에 대략 2회 회전 대칭성을 가지고 있는데, 4회 회전 대칭성은 가지고 있지 않다. 그 때문에 직동 방향(도 15, 18에 있어서의 좌우 방향)과 횡방향(도 15, 18에 있어서의 상하 방향)에서는 외력에 대한 응답 특성(즉 진동 특성)이 상이하다. 각각 실질적으로 2회 회전 대칭성을 가지고, 중량 분포가 서로 대략 동일한 캐리지(364Ab)와 캐리지(364Bb)를 상하 방향의 축(각 캐리지(364Ab, 364Bb)의 2회 회전 대칭축) 둘레에 90도 회전시켜 연결시킨 크로스 가이드(364)의 캐리지(이하 「크로스 캐리지」라고 함)는 대략 4회 회전 대칭을 획득하고, 2개의 직동 방향(X축 방향과 Y축 방향) 사이에서 외력에 대한 응답 특성이 보다 균질한 것으로 되어 있다.

상기한 크로스 가이드(364)를 통하여 Z축 가진 유닛(300)의 가동부(320)와 진동 테이블(400)을 연결함으로써, 진동 테이블(400)은 Z축 가진 유닛(300)의 가동부(320)에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결된다.

도 21은 중계 프레임(324)의 천판(324b)에 부착되는 4개의 크로스 가이드(364)의 레일(364Aa, 364Ba)의 배치 관계를 설명하는 상면도이다. 본 실시형태의 XY 슬라이더(360)에서는 천판(324b)에 부착되는 4개의 레일(구체적으로는 각 2개의 레일(364Aa, 364Ba))의 방향이 X축 방향(도 21에 있어서의 좌우 방향)과 Y축 방향(도 21에 있어서의 상하 방향)에서 교대로 바뀌어 있다. 이 배치에 의해 4개의 크로스 가이드(364)의 전체로서의 질량 분포가 평균화되어, 보다 방향성이 적은 진동 특성이 실현되어 있다.

또한 도 21에 나타내는 바와 같이 A형 리니어 가이드(364A)와 B형 리니어 가이드(364B)의 상하의 배치 관계(즉 중계 프레임(324)의 천판(324b)에 고정되는 레일(364Aa, 364Ba))가 크로스 가이드(364)마다 교대로 바뀌어 있다. 이것에 의해 A형 리니어 가이드(364A)와 B형 리니어 가이드(364B)의 약간의 질량 분포의 차이가 평균화되어, 보다 방향성이 적은 진동 특성이 실현되어 있다.

이와 같이 X축 방향 및 Y축 방향으로 작은 마찰 저항으로 슬라이드 가능한 XY 슬라이더(360)를 통하여 Z축 가진 유닛(300)과 진동 테이블(400)을 연결함으로써, X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)에 의해 진동 테이블(400)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 X축 방향 및 Y축 방향의 진동 성분은 Z축 가진 유닛(300)에 전달되지 않는다.

또 Z축 가진 유닛(300)의 구동에 의해, 진동 테이블(400)에 X축 및 Y축 방향의 힘은 거의 가해지지 않는다. 그 때문에 크로스 토크가 적은 가진이 가능하게 된다.

이어서 X축 가진 유닛(100)과 진동 테이블(400)을 연결하는 YZ 슬라이더(160)(도 7, 도 8)의 구성을 설명한다. YZ 슬라이더(160)는 X축 가진 유닛(100)의 가동부(120)(중계 프레임(124))의 선단면에 고정된 연결 암(162)과, 연결 암(162)(X축 가진 유닛(100))과 진동 테이블(400)을 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 1세트의 Y축 리니어 가이드(164A)와, X축 가진 유닛(100)과 진동 테이블(400)을 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 3세트의 Z축 리니어 가이드(164B)를 구비하고 있다. 또 Y축 리니어 가이드(164A)는 1개의 Y축 레일(164Aa)과 3개의 Y축 캐리지(164Ab)를 구비하고 있다. 한편 Z축 리니어 가이드(164B)는 1개의 Z축 레일(164Ba)과 1개의 Z축 캐리지(164Bb)를 구비하고 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이 연결 암(162)은 X축 가진 유닛(100)측에 있어서는 가동부(120)(중계 프레임(124))의 직경과 대략 동일한 크기로 형성되어 있다. 이 구성에 의해 X축 가진 유닛(100)의 가진력이 밸런스 좋게 연결 암(162)에 전달되도록 되어 있다. 또 연결 암(162)은 진동 테이블(400)측에 있어서는 Y축 레일(164Aa)의 길이와 대략 동일한 크기까지 확장되어 있다. 이 구성에 의해 중계 프레임(124)의 직경보다 긴 Y축 레일(164Aa)을 그 전체 길이에 걸쳐 지지하는 것이 가능하게 되어 있다.

또 연결 암(162)에는 경량화를 위해서 Z축 방향으로 관통하는 5개의 둥근 구멍(162a)이 Y축 방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 연결 암(162)에 형성되는 둥근 구멍(162a)의 수, 직경 및 간격은 연결 암(162)의 치수나 연결 암(162)에 가해지는 가진력의 크기 등에 따라 정해진다.

Y축 방향으로 뻗는 Y축 레일(164Aa)은 연결 암(162) 및 중계 프레임(124)을 통하여 X축 가진 유닛(100)의 가동부(120)에 고정되어 있다. 또 Y축 레일(164Aa)에는 Y축 레일(164Aa)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 3개의 Y축 캐리지(164Ab)가 장착되어 있다.

Z축 방향으로 뻗는 3개의 Z축 레일(164Ba)은 진동 테이블(400)의 X축 가진 유닛(100)과 대향하는 측면에 Y축 방향으로 등간격으로 부착되어 있다. 또 각 Z축 레일(164Ba)에는 Z축 레일(164Ba)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 Z축 캐리지(164Bb)가 장착되어 있다.

또한 본 실시형태에서는 Y축 캐리지(164Ab)는 상기 서술한 A형 리니어 가이드(364A)의 캐리지(364Ab)와 동일 구성의 것이며, Z축 캐리지(164Bb)는 상기 서술한 B형 리니어 가이드(364B)의 캐리지(364Bb)와 동일 구성의 것이다. 또한 Y축 캐리지(164Ab)에 B형 리니어 가이드(364B)의 캐리지(364Bb)를 사용하고, Z축 캐리지(164Bb)에 A형 리니어 가이드(364A)의 캐리지(364Ab)를 사용해도 된다.

Y축 캐리지(164Ab)와 Z축 캐리지(164Bb)는 4개의 볼트에 의해 연결되어, 크로스 가이드(164)의 캐리지(크로스 캐리지)를 형성하고 있다. 즉 Y축 레일(164Aa)은 3개의 크로스 캐리지를 통하여 3개의 Z축 레일(164Ba)과 연결되어 있다. 이 구성에 의해 진동 테이블(400)은 X축 가진 유닛(100)의 가동부(120)에 대하여 Y축 방향 및 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되어 있다.

이와 같이 Y축 방향 및 Z축 방향으로 작은 마찰 저항으로 슬라이드 가능한 YZ 슬라이더(160)를 통하여 X축 가진 유닛(100)과 진동 테이블(400)을 연결함으로써, Y축 가진 유닛(200) 및 Z축 가진 유닛(300)에 의해 진동 테이블(400)을 Y축 방향 및 Z축 방향으로 각각 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Y축 방향 및 Z축 방향의 진동 성분은 X축 가진 유닛(100)으로 전달되지 않는다.

또 X축 가진 유닛(100)의 구동에 의해, 진동 테이블(400)에 Y축 및 Z축 방향의 힘은 거의 가해지지 않는다. 그 때문에 크로스 토크가 적은 가진이 가능하게 된다.

또 Y축 가진 유닛(200)과 진동 테이블(400)을 연결하는 ZX 슬라이더(260)도 YZ 슬라이더(160)와 동일한 구성을 가지고 있고, 진동 테이블(400)은 Y축 가진 유닛(200)의 가동부에 대하여 Z축 방향 및 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되어 있다. 따라서 역시 Z축 가진 유닛(300) 및 X축 가진 유닛(100)에 의해 진동 테이블(400)을 Z축 방향 및 X축 방향으로 각각 진동시켜도, 진동 테이블(400)의 Z축 방향 및 X축 방향의 진동 성분은 Y축 가진 유닛(200)으로 전달되지 않는다.

또 Y축 가진 유닛(200)의 구동에 의해, 진동 테이블(400)에 Z축 및 X축 방향의 힘은 거의 가해지지 않는다. 그 때문에 크로스 토크가 적은 가진이 가능하게 된다.

이상과 같이 각 가진 유닛(100, 200 및 300)은 서로 간섭하지 않고, 진동 테이블(400)을 각 구동축 방향으로 정확하게 가진할 수 있다. 또 각 가진 유닛(100, 200 및 300)은 가동부가 가이드 프레임 및 리니어 가이드에 의해 구동 방향으로만 이동 가능하게 지지되어 있기 때문에, 비구동 방향으로는 진동하기 어렵게 되어 있다. 그 때문에 제어되고 있지 않은 비구동 방향의 진동이 각 가진 유닛(100, 200 및 300)으로부터 진동 테이블(400)에 가해지지도 않는다. 따라서 진동 테이블(400)의 각 축 방향의 진동은 대응하는 각 가진 유닛(100, 200 및 300)의 구동에 의해 정확하게 제어된다.

이어서 가동부 지지 기구(140, 240, 340), YZ 슬라이더(160), ZX 슬라이더(260) 및 XY 슬라이더(360) 등에 있어서 사용되는 리니어 가이드 기구(레일 및 캐리지)의 내부 구조에 대해서, 가동부 지지 기구(340)의 Z축 리니어 가이드(344)(Z축 캐리지(344b), Z축 레일(344a))를 예로 들어 설명한다. 또한 상기 서술한 바와 같이 Z축 리니어 가이드(344)는 A형 리니어 가이드(364A)와 동일 구성의 것이다. 또 B형 리니어 가이드(364B)의 내부 구조도 부착 구멍(364Bb3)을 제외하고는 Z축 리니어 가이드(344)와 마찬가지로 구성되어 있다. 또 가진 장치(1)의 기구부(10)에 사용되고 있는 다른 리니어 가이드 기구도 Z축 리니어 가이드(344)와 마찬가지로 구성되어 있다.

도 22는 가동부 지지 기구(340)의 Z축 리니어 가이드(344)(Z축 레일(344a) 및 Z축 캐리지(344b))를 Z축 레일(344a)의 장축과 수직인 일면(즉 XY 평면)에서 절단한 단면도이다. 또 도 23은 도 22의 I-I 단면도이다. 본 실시형태의 Z축 리니어 가이드(344)는 전동체로서 롤러를 사용한 것이다. 롤러를 사용함으로써 높은 위치 정밀도와 강성이 얻어진다.

도 22에 있어서의 Z축 레일(344a)의 횡방향 양측면에는 각각 Z축 방향으로 뻗는 단면이 사다리꼴 형상의 홈(344a1)이 형성되어 있다. 또 도 22 및 도 23에 나타내는 바와 같이 Z축 캐리지(344b)에는 Z축 레일(344a)을 둘러싸도록, Z축 방향으로 뻗는 홈(344b5)이 형성되어 있다. 홈(344b5)의 각 측벽에는 Z축 레일(344a)의 홈(344a1)을 따라 뻗는 돌출부(344b6)가 형성되어 있다. 돌출부(344b6)에는 Z축 레일(344a)의 사다리꼴 형상의 홈(344a1)의 각 사면과 평행한 한 쌍의 사면이 형성되어 있다. Z축 레일(344a)의 한 쌍의 홈(344a1)의 합계 4개의 사면과, 이들과 각각 대향하는 돌출부(344b6)의 합계 4개의 사면 사이에는 각각 간극이 형성되어 있다. 이 4개의 간극에는 각각 다수의 스테인레스강제의 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4)와, 롤러를 회전 가능하게 유지하여 연결하는 수지제의 리테이너(344c5)(도 23)가 수납되어 있다. 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4)는 각각 홈(344a1)의 사면과 돌출부(344b6)의 사면으로 끼워져 유지되어 있다.

또 Z축 캐리지(344b)의 내부에는 상기 4개의 간극과 각각 평행하게 4개의 롤러 퇴피로(344b1, 344b2, 344b3, 344b4)가 형성되어 있다. 도 23에 나타내는 바와 같이 롤러 퇴피로(344b1, 344b2, 344b3, 344b4)는 그 양단에 있어서 대응하는 상기 간극과 연락되어 있다. 이것에 의해 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4) 및 리테이너(344c5)를 순환시키기 위한 순환로가 형성되어 있다.

Z축 캐리지(344b)가 Z축 레일(344a)을 따라 Z축 방향으로 이동하면, 다수의 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4)가 리테이너(344c5)와 함께 각 순환로(344b1, 344b2, 344b3, 344b4) 내를 순환한다. Z축 캐리지(344b)는 다수의 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4)에 의해 지지되어 있다. 또 롤러(344c1, 344c2, 344c3, 344c4)가 구름으로써, Z축 방향의 저항이 작게 유지된다. 그 결과 Z축 방향과는 상이한 방향의 대하중이 Z축 리니어 가이드(344)에 가해진 경우에도, Z축 캐리지(344b)는 Z축 레일(344a)을 따라 원활하게 이동할 수 있다.

도 24는 롤러와 리테이너(344c5)의 배치 관계를 나타낸 도면이다. 도 24에 나타내는 바와 같이 복수의 롤러(예를 들면 롤러(344c4))를 연결하는 리테이너(344c5)는 롤러(344c4) 사이에 배치되는 복수의 스페이서부(344c5b)와, 복수의 스페이서부(344c5b)를 연결하는 한 쌍의 밴드(344c5a)를 가지고 있다. 각 스페이서부(344c5b)의 양단이 한 쌍의 밴드(344c5a)에 각각 고정되어, 사다리 형상의 리테이너(344c5)가 형성되어 있다. 인접하는 한 쌍의 스페이서부(344c5b)와 한 쌍의 밴드(344c5a)로 둘러싸인 공간에 각 롤러(344c4)가 유지되어 있다.

또 롤러(344c4) 사이에 경도가 낮은 리테이너(344c5)의 스페이서부(344c5b)를 개재시킴으로써, 롤러(344c4)끼리가 좁은 접촉 면적으로 직접 접촉함으로써 발생하는 유막 떨어짐이나 마모가 방지되어, 마찰 저항이 적어지고, 수명도 대폭 연장된다.

X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)도 가동부 지지 기구(140, 240)를 구비하고 있다. X축 가진 유닛(100)의 가동부(120)(중계 프레임(124))는 구동 방향(X축)과 수직인 2방향(Y축 및 Z축 방향)에 있어서 양측으로부터 X축 리니어 가이드를 통하여 가이드 프레임으로 지지되어 있다. 마찬가지로 Y축 가진 유닛(200)의 가동부(중계 프레임)는 구동 방향(Y축)과 수직인 2방향(Z축 및 X축 방향)에 있어서 양측으로부터 Y축 리니어 가이드를 통하여 가이드 프레임으로 지지되어 있다. X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)은 모두 가동부가 축선 방향을 수평을 향하여 배치된다. 그 때문에 가동부 지지 기구가 없는 종래의 가진 유닛에서는 가동부가 로드만으로 캔틸레버식으로 지지되게 되고, 가동부의 선단측(진동 테이블(400)측)이 자중에 의해 하방으로 늘어뜨려져, 이것이 구동시의 프릭션이나 불필요한 진동의 증가의 원인이 되었다. 본 실시형태에서는 X축 가진 유닛(100) 및 Y축 가진 유닛(200)의 가동부가 하방으로부터 가이드 프레임에 의해 지지되기 때문에, 이와 같은 문제도 해소되고 있다.

이어서 진동 테이블(400)의 구성에 대해서 설명한다. 진동 테이블(400)(도 8)은 천판(401)과, 천판(401)의 둘레가장자리부로부터 늘어뜨려지는 테두리부(410)와, 그 하면에 XY 슬라이더(360)가 부착되는 바닥부(402)와, 천판(401)과 테두리부(410)와 바닥부(402)로 끼워진 벌집 형상의 심부(420)를 구비하고, 허니콤 구조를 가지고 있다.

도 25는 진동 테이블(400) 부근을 확대한 평면도이다. 도 25에 나타내는 바와 같이 천판(401)은 정사각형의 네 모서리를 잘라낸 모서리 절단 각형상(대략 육각 형상)의 판재이다. 테두리부(410)도 판재를 모서리 절단 각형상으로 접합한 테두리 형상 부재이다. 테두리부(410)는 Y축 방향으로 뻗는 한 쌍의 Y벽부(411, 415)와, X축 방향으로 뻗는 한 쌍의 X벽부(413, 417)와, 4개의 모서리 절단벽부(412, 414, 416, 418)를 가지고 있다. 모서리 절단벽부(412)는 Y벽부(411)의 일단과 X벽부(413)의 일단을 연결하고, 모서리 절단벽부(414)는 X벽부(413)의 타단과 Y벽부(415)의 일단을 연결하고, 모서리 절단벽부(416)는 Y벽부(415)의 타단과 X벽부(417)의 일단을 연결하고, 모서리 절단벽부(418)는 X벽부(417)의 타단과 Y벽부(411)의 타단을 연결한다.

또 진동 테이블(400)은 천판(401)의 하면으로부터 늘어뜨려지는 복수의 리브(421, 422, 423, 431, 432, 433, 441, 442, 443, 451, 452, 453)를 구비하고 있다. 이들 복수의 리브는 벌집 형상으로 결합하여, 심부(420)를 구성한다.

한 쌍의 Y벽부(411, 415)는 X축 방향으로 뻗는 3개의 리브(431, 432, 433)에 의해 연결되어 있다. 리브(431)는 Y벽부(411, 415)의 일단끼리를 연결하고, 리브(433)는 Y벽부(411, 415)의 타단끼리를 연결하고, 리브(432)는 Y벽부(411, 415)의 Y축 방향 중앙부끼리를 연결한다.

한 쌍의 X벽부(413, 417)는 Y축 방향으로 뻗는 3개의 리브(421, 422, 423)에 의해 연결되어 있다. 리브(421)는 X벽부(413)의 일단과 X벽부(417)의 타단을 연결하고, 리브(423)는 X벽부(413)의 타단과 X벽부(417)의 일단을 연결하고, 리브(422)는 X벽부(413, 417)의 Y축 방향 중앙부끼리를 연결한다.

리브(441, 442, 443)는 각각 모서리 절단벽부(414, 418)와 평행하게(즉 X축 및 Y축에 대하여 45도 기울어) 배치되어 있다. 리브(441)는 Y벽부(411)와 X벽부(417)를 연결하고, 리브(443)는 Y벽부(411)와 X벽부(417)를 연결한다. 또 리브(442)는 리브(421)와 리브(431)의 연결부와, 리브(423)와 리브(433)의 연결부를 연결한다.

리브(451, 452, 453)는 각각 모서리 절단벽부(412, 416)와 평행하게(즉 X축 및 Y축에 대하여 45도 기울어) 배치되어 있다. 리브(451)는 Y벽부(411)와 X벽부(413)를 연결하고, 리브(453)는 Y벽부(415)와 X벽부(417)를 연결한다. 또 리브(452)는 리브(421)와 리브(433)의 연결부와, 리브(423)와 리브(431)의 연결부를 연결한다.

이와 같이 진동 테이블(400)은 허니콤 구조를 채용함으로써, 경량이면서 높은 강성을 가지고 있고, 이것에 의해 공진 주파수가 높고, 또 높은 주파수에서의 가진이 가능하게 되어 있다.

또 도 25에 나타내는 바와 같이 진동 테이블(400)은 Z축 둘레에 4회 회전 대칭성을 가지고 있다. 그 때문에 방향성이 적은 진동 특성이 실현되어 있다.

또 상기 서술한 바와 같이, 진동 테이블(400)은 정사각형의 네 모서리를 잘라낸 모서리 절단 각형상으로 형성되어 있다. 사용되지 않는 네 모서리를 잘라냄으로써 경량화가 실현되어 있다. 또 비교적으로 강성이 낮고 공진 주파수가 낮은 네 모서리를 잘라냄으로써, 고강성화와 공진 주파수의 향상이 실현되어 있다.

또 도 7 및 도 25에 나타내는 바와 같이 3개의 Z축 레일(164Ba)은 각각 X축 방향으로 뻗는 리브(431, 432, 433)의 연장면 상에(구체적으로는 리브(431, 432, 433)의 일단부에) 고정되어 있다. 따라서 3개의 Z축 레일(164Ba)은 진동 테이블(400)을 가진하는 X축 방향에 있어서 높은 강성으로 지지되어 있다.

마찬가지로 3개의 Z축 레일(264Ba)은 각각 Y축 방향으로 뻗는 리브(421, 422, 423)의 연장면 상에(구체적으로는 리브(421, 422, 423)의 일단부에) 고정되어 있다. 따라서 3개의 Z축 레일(264Ba)은 진동 테이블(400)을 가진하는 Y축 방향에 있어서 높은 강성으로 지지되어 있다.

이와 같이 Z축 레일(164Ba 및 264Ba)은 진동 테이블(400)의 강성이 높은 위치에 부착되어 있다. 그 때문에 진동 테이블(400)이 Z축 레일(164Ba 및 264Ba)을 통하여 가진되어도, 진동 테이블(400)이 크게 변형하여, 특히 낮은 주파수 영역에 있어서 큰 진동 노이즈를 발생시키는 일이 없다.

이어서 각 가진 유닛의 고정부를 장치 베이스(500)에 부착하는 구조에 대해서 설명한다.

도 4~6에 나타내는 바와 같이 Z축 가진 유닛(300)의 고정부(310)는 Z축 가진 유닛(300)의 X축 방향 양측에 배치된 한 쌍의 지지 유닛(350)(고정부 지지 기구. 플로팅 기구 또는 탄성 지지 기구라고도 함)을 통하여 장치 베이스(500)의 상면에 부착되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이 각 지지 유닛(350)은 가동 블록(358), 한 쌍의 앵글(고정 블록)(352) 및 한 쌍의 리니어 가이드(354)를 구비하고 있다. 가동 블록(358)은 Z축 가진 유닛의 고정부(310)의 측면에 부착된 지지 부재이다. 한 쌍의 앵글(352)은 가동 블록(358)의 Y축 방향 양단면과 각각 대향하여 배치되어 있고, 장치 베이스(500)의 상면에 고정되어 있다. 가동 블록(358)의 Y축 방향 양단과 각 앵글(352)은 리니어 가이드(354)에 의해, 각각 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되어 있다.

리니어 가이드(354)는 레일(354a)과, 레일(354a)과 걸어맞춰지는 캐리지(354b)를 구비하고 있다. 가동 블록(358)의 Y축 방향 양단면에는 레일(354a)이 부착되어 있다. 또 각 앵글(352)에는 대향하는 레일(354a)과 걸어맞춰지는 캐리지(354b)가 부착되어 있다. 또 가동 블록(358)과 장치 베이스(500) 사이에는 한 쌍의 공기 스프링(356)이 Y축 방향으로 배열되어 배치되어 있고, 가동 블록(358)은 한 쌍의 공기 스프링(356)을 통하여 장치 베이스(500)에 지지되어 있다.

이와 같이 Z축 가진 유닛(300)은 그 고정부(310)가 리니어 가이드(354) 및 공기 스프링(356)을 구비한 지지 유닛(350)에 의해 장치 베이스(500)에 대하여 구동 방향(Z축 방향)으로 탄성적으로 지지되어 있기 때문에, Z축 가진 유닛(300)의 구동시에 고정부(310)에 가해지는 Z축 방향의 강한 반력(가진력)은 장치 베이스(500)에는 직접 전달되지 않고, 공기 스프링(356)에 의해 특히 고주파 성분이 크게 감쇠된다. 그 때문에 Z축 가진 유닛(300)으로부터 장치 베이스(500) 및 다른 가진 유닛(100, 200)을 통하여 진동 테이블(400)에 전달되는 진동 노이즈가 크게 저감된다.

도 7~9에 나타내는 바와 같이 수평 액추에이터(100A)의 고정부(110)는 X축 가진 유닛(100)의 Y축 방향 양측에 배치된 한 쌍의 지지 유닛(150)을 통하여 장치 베이스(500)의 상면에 부착되어 있다. 각 지지 유닛(150)은 장치 베이스(500)의 상면에 고정된 역T자 형상의 고정 블록(152)과, X축 가진 유닛(100)의 고정부(110)의 측면에 부착된 대략 직육면체 형상의 가동 블록(158)과, 고정 블록(152)과 가동 블록(158)을 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 리니어 가이드(154)를 구비하고 있다.

가동 블록(158)은 수평 액추에이터(100A)의 고정부(110)의 측면에 볼트로 고정되어 있다. 가동 블록(158)이 부착되는 고정부(110)의 Y축 방향 양측면에는 Z축과 평행한 중심축을 가지는 내측으로 함몰되는 원기둥면 형상의 만곡면(110a)이 설치되어 있다. 또 가동 블록(158)의 고정부(110)와 대향하는 면에도 만곡면(110a)에 적합한 만곡면(158a)이 형성되어 있다. 가동 블록(158)을 고정부(110)의 측면에 부착하면, 고정부(110)의 만곡면(110a)과 가동 블록(158)의 만곡면(158a)이 끼워맞춰지고, 가동 블록(158)에 대하여 고정부(110)가 Z축 방향으로 이동할 수 없게 된다. 또 이 끼워맞춤에 의해 고정부(110)의 X축 및 Y축 방향으로의 이동도 X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전도 규제되어, 고정부(110)는 가동 블록(158)에 의해 확실하게 유지된다. 또 볼록곡면(만곡면(158a))과 오목곡면(만곡면(110a))의 걸어맞춤 구조이기 때문에, 후술하는 제6 실시형태에 있어서의 각형상의 볼록부(돌출부(6158a))와 오목부(각홈(6110a))의 걸어맞춤 구조에 비해, 볼록 형상 구조와 오목 형상 구조 사이에 간극이 생기기 어렵고, 채터링(chattering)에 의한 진동 노이즈가 발생하기 어렵게 되어 있다.

리니어 가이드(154)는 고정 블록(152)의 상면에 부착된 X축 방향으로 뻗는 레일(154a)과, 가동 블록(158)의 하면에 부착된 레일(154a)과 걸어맞춰지는 한 쌍의 캐리지(154b)를 구비하고 있다. 또 고정 블록(152)의 X축 부방향측의 측면에는 상방으로 뻗는 L자 형상의 암(지판(枝板))(152a)이 고정되어 있다. 가동 블록(158)과 암(152a) 사이에는 스프링 기구(156)이 설치되어 있다.

도 26은 지지 유닛(150)(도 8)의 스프링 기구(156) 부근을 확대한 측면도이다. 스프링 기구(156)는 볼트(156a), 고정판(156b), 링(156c), 너트(156d), 코일 스프링(156e), 완충판(156f), 와셔(156g) 및 너트(156h)를 구비하고 있다. 고정 블록(152)의 암(152a)의 상부에는 X축 방향으로 뻗는 관통 구멍(152ah)이 설치되어 있고, 이 관통 구멍(152ah)에 볼트(156a)가 통과되어 있다. 볼트(156a)의 선단은 고정판(156b)을 통하여 가동 블록(158)에 고정되어 있다. 또 볼트(156a)의 선단부는 원통 형상의 링(156c)에 삽입되어 있다.

링(156c)은 볼트(156a)에 틀어박힌 너트(156d)와 고정판(156b) 사이에서 끼워져 고정되어 있다. 또 볼트(156a)의 선단측은 코일 스프링(156e)에 삽입되어 있다. 코일 스프링(156e)은 고정판(156b)과 암(152a) 사이에서 끼워져 유지되어 있다. 또 코일 스프링(156e)의 선단부에는 링(156c)이 끼워넣어지고, 코일 스프링(156e)의 선단부는 링(156c)을 통하여 가동 블록(158)에 고정되어 있다.

또한 코일 스프링(156e)은 강제의 압축 코일 스프링을 아크릴 수지 등의 점탄성체(댐퍼)에 메워넣은 통 형상의 부재(방진 스프링)이다. 방진 스프링 대신에 코일 스프링 단체를 사용해도 된다. 또 코일 스프링과 직렬 또는 병렬로 별체의 댐퍼(예를 들면 방진 고무나 오일 댐퍼)를 설치해도 된다.

볼트(156a)의 두부측에는 2개의 너트(156h)가 틀어박혀져 고정되어 있다. 또 볼트(156a)는 완충판(156f) 및 와셔(156g)에 각각 설치된 관통 구멍에 통과되어 있다. 완충판(156f)은 와셔(156g)(및 2개의 너트(156h))와 암(152a) 사이에서 끼워져 있다. 완충판(156f)은 예를 들면 방진 고무나 폴리우레탄 등의 수지(즉 고무 탄성체 및/또는 점탄성체)로 형성되어 있다.

코일 스프링(156e)에는 예비하중이 부여되어 있어, 수평 액추에이터(100A)에 부하가 가해져 있지 않을 때에는 볼트(156a)는 너트(156h), 와셔(156g) 및 완충판(156f)을 통하여 암(152a)(고정 블록(152))에 눌린다. 그 때문에 가동 블록(158)에 고정된 수평 액추에이터(100A)는 코일 스프링(156e)과 완충판(156f)의 복원력이 균형을 이루는 중립 위치에 배치된다. 즉 스프링 기구(156)도 중립 스프링 기구의 일종이다.

X축 가진 유닛(100)이 진동 테이블(400)을 X축 정방향으로 가진하면, 그 반력이 지지 유닛(150)의 가동 블록(158)에 전해지고, 또한 스프링 기구(156)(코일 스프링(156e))를 통하여 고정 블록(152)(암(152a))에 전해진다. 코일 스프링(156e)은 그 낮은 공진 주파수 이외의 진동 성분을 거의 전달하지 않기 때문에, 지지 유닛(150)에 의해 X축 가진 유닛(100)으로부터 장치 베이스(500)로의 진동 노이즈의 전달이 억제된다.

또 X축 가진 유닛(100)이 진동 테이블(400)을 X축 부방향으로 가진하면, 그 반력이 지지 유닛(150)의 가동 블록(158), 스프링 기구(156)(완충판(156f))를 통하여 고정 블록(152)(암(152a))에 전해진다. 완충판(156f)은 높은 주파수의 진동을 거의 전달하지 않기 때문에, 지지 유닛(150)에 의해 X축 가진 유닛(100)으로부터 장치 베이스(500)로의 진동 노이즈의 전달이 억제된다.

또한 X축 정방향의 반력은 X축 부방향의 반력보다 작다. 그 때문에 본 실시형태에서는 X축 정방향의 반력을 받는 탄성 요소로서 소형이며 저렴한 완충판(156f)이 사용되고 있다. X축 정방향의 반력이 커지는 경우에는, 완충판(156f) 대신에 코일 스프링을 사용하여, 중립 스프링 기구(130)와 마찬가지의 구성으로 해도 된다.

상기한 구성에 의해, X축 가진 유닛의 고정부(110)는 리니어 가이드(154) 및 스프링 기구(156)를 구비한 지지 유닛(150)(고정부 지지 기구)에 의해, 장치 베이스(500)에 대하여 구동 방향(X축 방향)으로 부드럽게 탄성적으로 지지되기 때문에, X축 가진 유닛(100)의 구동시에 고정부(110)에 가해지는 X축 방향의 강한 반력(가진력)은 장치 베이스(500)에 직접 전달되지 않고, 스프링 기구(156)에 의해 특히 고주파 성분이 크게 감쇠된다. 그 때문에 X축 가진 유닛(100)으로부터 진동 테이블(400)에 전달되는 진동 노이즈가 크게 저감된다.

Y축 가진 유닛(200)도 수평 액추에이터(100A)와 동일 구성의 수평 액추에이터(200A)를 구비하고 있다. 수평 액추에이터(200A)의 고정부(210)도 한 쌍의 지지 유닛(250)(도 1)에 의해 Y축 방향에 있어서 장치 베이스(500)에 탄성적으로 지지되어 있다. 지지 유닛(250)은 X축 가진 유닛의 지지 유닛(150)과 동일 구성의 것이기 때문에, 중복되는 세부의 설명은 생략한다.

이상과 같이 각 가진 유닛(100, 200, 300)을 탄성 요소(공기 스프링 또는 스프링 기구)를 구비한 지지 유닛(150, 250, 350)에 의해 탄성적으로 지지하는 구성을 채용함으로써, 장치 베이스(500)를 통한 가진 유닛간의 특히 고주파수 성분의 진동(노이즈)의 전달이 억제되기 때문에, 보다 고정밀도의 가진이 가능하게 되어 있다.

또한 Z축 가진 유닛(300)을 지지하는 지지 유닛(350)에는 공시체 및 진동 테이블(400)을 가진하기 위한 동하중에 더해, Z축 가진 유닛(300), 진동 테이블(400) 및 공시체의 중량(정하중)이 가해진다. 그 때문에 비교적으로 소형이며 대하중의 지지가 가능한 공기 스프링(356)이 채용되어 있다. 한편 X축 가진 유닛(100)을 지지하는 지지 유닛(150) 및 Y축 가진 유닛(200)을 지지하는 지지 유닛(250)에는 큰 정하중이 가해지지 않기 때문에, 비교적으로 소형의 코일 스프링이 사용되고 있다.

<변형예>

상기한 실시형태에서는 전동체에 롤러(344c2)를 사용한 롤러 베어링(구름 축받이) 기구를 가지는 리니어 가이드가 사용되고 있는데, 다른 종류의 전동체를 사용한 롤러 베어링 기구를 가지는 리니어 가이드를 사용해도 된다. 예를 들면 도 28의 횡단면도에 나타내는 바와 같이 레일(1344a)과 캐리지(1344b)의 간극에 개재되는 전동체에 볼(1344c1, 1344c2, 1344c3, 1344c4)을 사용한 볼 베어링(볼 축받이) 기구를 가지는 리니어 가이드(1344)를 사용할 수 있다.

또한 전동체가 레일 및 캐리지와 점으로 접촉하는 볼 베어링 기구보다 선으로 접촉하는 롤러 베어링 기구쪽이 접촉 면적이 크고, 높은 강성이 얻어지기 때문에, 공진 주파수의 향상에 있어서 현저하게 유리하다. 그 때문에 높은 주파수 영역에 있어서 진동 시험을 행하는 경우에는, 상기한 실시형태와 같이 롤러 베어링식의 리니어 가이드를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 모든 리니어 가이드에 롤러 베어링식의 것을 사용할 필요는 없다. 예를 들면 가동부 지지 기구(340)나 슬라이드 연결 기구(YZ 슬라이더(160), ZX 슬라이더(260) 및 XY 슬라이더(360)) 등의 비교적으로 이동량이 많은 개소에 롤러 베어링식의 리니어 가이드를 사용하고, 고정부 지지 기구(지지 유닛(150, 250 및 350)) 등의 비교적으로 이동량이 적은 개소에 볼 베어링식의 리니어 가이드를 사용해도 된다. 또 원하는 공진 주파수 특성이 얻어지는 것이면, 일부 또는 전부의 리니어 가이드에 볼 베어링식의 것을 사용해도 된다.

<제2 실시형태>

이어서 본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 제2 실시형태는 2축 슬라이더(슬라이드 연결 기구)의 구성과 가동부의 형상에 있어서 상기 서술한 제1 실시형태와 상이하다. 이하의 제2 실시형태의 설명에서는 제1 실시형태와의 상이점을 중심으로 하고, 제1 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 29 및 도 30은 각각 본 발명의 제2 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블(2400) 부근을 확대한 평면도 및 측면도이다.

제1 실시형태에서는 탭 구멍의 부착 구멍이 형성된 A형 리니어 가이드의 캐리지와, 드릴된 구멍의 부착 구멍이 형성된 B형 리니어 가이드(364B)의 캐리지가 볼트만으로 직접 연결되어 크로스 캐리지가 구성되었다. 이에 대해 제2 실시형태에서는 가동 방향이 상이한 2개의 리니어 가이드의 캐리지가 연결판(중간 스테이지)을 통하여 연결되는 구성이 채용되어 있다. 본 실시형태의 구성에서는 제1 실시형태와 비교하여, 부재(연결판과 볼트)의 수량이 늘어나기 때문에, 중량 및 조립 공수가 늘어나, 가진 성능은 낮아지지만, 전용의 리니어 가이드(A형 및 B형 리니어 가이드)를 사용할 필요가 없어, 시판되는 범용의 리니어 가이드를 사용할 수 있다.

도 29 및 도 30에 나타내는 바와 같이 가진 장치(2000)의 YZ 슬라이더(2160)는 Y축 리니어 가이드(2165)와 3개의 Z축 리니어 가이드(2167)가 연결판(2166)을 통하여 연결되어 있다. Y축 리니어 가이드(2165)는 연결 암(2162)에 고정된 1개의 Y축 레일(2165a)과, 이 Y축 레일(2165a)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 3개의 Y축 캐리지(2165b)를 구비하고 있다. 3개의 Y축 캐리지(2165b)는 Y축 방향으로 등간격으로 배열되어, 연결 암(2162)에 고정되어 있다.

한편 Z축 리니어 가이드(2167)는 1개의 Z축 레일(2167a)과 1개의 Z축 캐리지(2167b)를 구비하고 있다. 3개의 Z축 리니어 가이드(2167)의 Z축 레일(2167a)은 Y축 방향으로 등간격으로 배열되고, 진동 테이블(2400)의 YZ 슬라이더(2160)와 대향하는 측면에 고정되어 있다. 또 각 Z축 캐리지(2167b)는 연결판(2166)에 고정되어 있다. Y축 캐리지(2165b)와 Z축 캐리지(2167b)의 대응하는 1세트는 연결판(2166)을 끼우고 마주 보는 위치에 고정되어 있다.

마찬가지로 도 29에 나타내는 바와 같이 가진 장치(2000)의 ZX 슬라이더(2260)는 X축 리니어 가이드(2265)와 3개의 Z축 리니어 가이드(2267)가 연결판(2266)을 통하여 연결되어 있다. X축 리니어 가이드(2265)는 연결 암(2262)에 고정된 1개의 X축 레일(2265a)과, 이 X축 레일(2265a)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 3개의 X축 캐리지(2265b)를 구비하고 있다. 3개의 X축 캐리지(2265b)는 X축 방향으로 등간격으로 배열되어, 연결 암(2262)에 고정되어 있다.

한편 Z축 리니어 가이드(2267)는 1개의 Z축 레일(2267a)과 1개의 Z축 캐리지(2267b)를 구비하고 있다. 3개의 Z축 리니어 가이드(2267)의 Z축 레일(2267a)은 X축 방향으로 등간격으로 배열되고, 진동 테이블(2400)의 ZX 슬라이더(2260)와 대향하는 측면에 고정되어 있다. 또 각 Z축 캐리지(2267b)는 연결판(2266)에 고정되어 있다. X축 캐리지(2265b)와 Z축 캐리지(2267b)의 대응하는 1세트는 연결판(2266)을 끼우고 마주 보는 위치에 고정되어 있다.

또 도 29 및 도 30에 나타내는 바와 같이 XY 슬라이더(2360)는 2개의 X축 리니어 가이드(2365)와 2개의 Y축 리니어 가이드(2367)가 4개의 연결판(2366)을 통하여 연결되어 있다.

각 X축 리니어 가이드(2365)는 진동 테이블(2400)의 하면에 고정된 1개의 X축 레일(2365a)과, 이 X축 레일(2365a)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 2개의 X축 캐리지(2365b)를 구비하고 있다.

또 각 Y축 리니어 가이드(2367)는 Z축 가진 유닛의 중계 프레임(2324)의 천판(2324b)의 상면에 고정된 1개의 Y축 레일(2367a)과, 이 Y축 레일(2367a)과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 2개의 Y축 캐리지(2367b)를 구비하고 있다.

각 X축 캐리지(2365b)는 각각 연결판(2366)을 통하여 1개의 Y축 캐리지(2367b)와 고정되어 있다. 구체적으로는 각 X축 레일(2365a)에 장착된 2개의 X축 캐리지(2365b)의 일방은 Y축 레일(2367a)의 일방과 걸어맞춰지는 Y축 캐리지(2367b)의 하나와 연결하고, 타방의 X축 캐리지(2365b)는 타방의 Y축 레일(2367a)과 걸어맞춰지는 Y축 캐리지(2367b)의 하나와 연결한다. 즉 각 X축 레일(2365a)은 연결판(2366)에 의해 연결된 X축 캐리지(2365b) 및 Y축 캐리지(2367b)를 통하여 각 Y축 레일(2367a)과 연결되어 있다. 이 구성에 의해 진동 테이블(2400)은 중계 프레임(2324)에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되어 있다.

또 도 29에 나타내는 바와 같이 YZ 슬라이더(2160)의 Y축 부방향 단의 Z축 레일(2167a1)과, XY 슬라이더(2360)의 Y축 부방향 단의 X축 레일(2365a1)은 Y축과 수직인 동일 평면 상에 배치되어 있다. 마찬가지로 YZ 슬라이더(2160)의 Y축 정방향 단의 Z축 레일(2167a3)과, XY 슬라이더(2360)의 Y축 정방향 단의 X축 레일(2365a2)은 Y축과 수직인 동일 평면 상에 배치되어 있다. 바꾸어 말하면 진동 테이블(2400)에 X축 방향의 힘을 가하는 YZ 슬라이더(2160)의 3개의 Z축 레일(2167a) 중 양단의 2개(2167a1 및 2167a2)가 XY 슬라이더(2360)의 2개의 X축 레일(2365a(2365a1 및 2365a2))과 각각 대략 동일 평면 상에 배치되어 있다.

이 구성에 의해 XY 슬라이더(360)의 각 크로스 캐리지(2364)(X축 캐리지(2365b), Y축 캐리지(2367b))에 가해지는 Z축 회전의 토크나, YZ 슬라이더(2160)의 Z축 캐리지(2167b)에 가해지는 뒤틀림이 저감되기 때문에, 보다 노이즈가 적은 정확한 가진이 가능하게 됨과 아울러, X축 캐리지(2365b), Y축 캐리지(2367b) 및 Z축 캐리지(2167b)의 고장률이 저감되어, 보다 내구성이 우수한 가진 장치가 실현된다.

특히 Z축 레일(2167a)을 진동 테이블(2400)의 측면에 부착하여 Z축 캐리지(2167b)가 연직 방향으로 가진되지 않도록 하는 것에 더해, Z축 레일(2167a)과 X축 레일(2365a)을 동일 평면 상에 배치하여 Z축 캐리지(2167b)에 뒤틀림(Z축 회전의 토크)이 가해지지 않도록 함으로써, 이들의 상승 효과에 의해 진동의 노이즈가 현저하게 경감되어, Z축 캐리지(164b)의 고장률도 대폭 저하된다.

또 ZX 슬라이더(2260)도 YZ 슬라이더(2160)와 마찬가지로 구성되어 있다. 즉 ZX 슬라이더(2260)의 X축 부방향 단의 Z축 레일(2267a1)과, XY 슬라이더(2360)의 X축 부방향 단의 Y축 레일(2367a1)은 X축과 수직인 동일 평면 상에 배치되어 있다. 마찬가지로 ZX 슬라이더(2260)의 X축 정방향 단의 Z축 레일(2267a3)과, XY 슬라이더(2360)의 X축 정방향 단의 Y축 레일(2367a2)은 X축과 수직인 동일 평면 상에 배치되어 있다.

이들 구성에 의해 특히 높은 주파수 영역에 있어서의 가진 정밀도의 대폭적인 향상과, 내구성의 향상이 실현되어 있다.

도 31은 Z축 가진 유닛의 가동부(2320)의 외관도이다. 또 도 32는 중계 프레임(2324)의 외관도이다. 도 32에 나타내는 바와 같이 중계 프레임(2324)은 메인 프레임(2322)과 대략 동일 직경의 동체부(2324a)와, 동체부(2324a)의 상단에 수평으로 부착된 천판(2324b)을 구비하고 있다. 천판(2324b)은 동체부(2324a)의 외경 이상의 폭(X축 방향 치수) 및 안길이(Y축 방향 치수)를 가지는 대략 직사각형 평판 형상의 부재이다.

중계 프레임(2324)의 천판(2324b)의 상면에는 Y축 방향으로 뻗는 한 쌍의 단차(2324b1)가 형성되어 있고, 천판(2324b)의 상면은 X축 방향에 있어서 중앙부가 주변부보다 1단 높게 되어 있다. 이 한 쌍의 단차(2324b1)를 따라, XY 슬라이더(2360)의 한 쌍의 Y축 레일(2367a)이 배치된다. 즉 단차(2324b1)는 Y축 레일(2367a)을 천판(2324b) 상의 정확한 위치에 부착하기 위한 위치 결정 구조이다. 한 쌍의 단차(2324b1)를 설치함으로써, 한 쌍의 Y축 레일(2367a)을 단순히 단차(2324b1)를 따르게 하여 부착하는 것만으로 높은 평행도로 천판(2324b) 상에 배치하는 것이 가능하게 된다.

도 33은 XY 슬라이더(2360)의 Y축 레일(2367a)의 사시도이다. 도 33에 나타내는 바와 같이 Y축 레일(2367a)에는 그 축 방향으로 배열되어 배치된 복수의 관통 구멍(2367ah)이 형성되어 있다. Y축 레일(2367a)은 관통 구멍(2367ah)에 볼트를 통과시켜, 중계 프레임(2324)의 천판(2324b)에 설치된 탭 구멍(2324b2)에 틀어박음으로써 천판(2324b)에 고정된다.

본 실시형태에 있어서는 Y축 레일(2367a)의 관통 구멍(2367ah)의 간격(및 천판의 볼트 구멍의 간격)(s)은 Y축 레일(2367a)의 폭(W)의 2배 이하(바람직하게는 폭(W) 이하, 보다 바람직하게는 폭(W)의 50~80%, 더욱 바람직하게는 폭(W)의 60~70%)로 일반적인 간격보다 짧게 되어 있다. 이와 같이 Y축 레일(2367a)의 고정 간격을 짧게 함으로써, Y축 레일(2367a)은 휘지 않고 중계 프레임(2324)의 천판(2324b)에 강고하게 고정된다.

또한 상기 서술한 제2 실시형태에서는 중계 프레임(2324)의 천판(2324b)에 Y축 레일(2367a)이 고정되고, 진동 테이블(2400)에 X축 레일(2365a)이 고정되어 있는데, 이것과는 반대로 진동 테이블(2400)에 Y축 레일(2367a)을 고정하고, Z축 가진 유닛의 가동부에 X축 레일(2365a)을 고정하는 구성으로 해도 된다.

또 상기 서술한 제2 실시형태에서는 XY 슬라이더(2360)가 2개의 X축 리니어 가이드(2365)(X축 레일(2365a))와 2개의 Y축 리니어 가이드(2367)(Y축 레일(2367a))를 구비하는데, X축 레일(2365a) 및/또는 Y축 리니어 가이드(2367)를 3개 이상 구비한 구성으로 해도 된다. 이 경우도 각 X축 레일(2365a)과 각 Y축 레일(2367a)이 크로스 캐리지(2364)를 통하여 각각 연결된다. 즉 n개의 X축 레일(2365a)과 m개의 Y축 레일(2367a)이 n×m개의 크로스 캐리지(2364)에 의해 연결된다.

<제3 실시형태>

이어서 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 제3 실시형태는 YZ 슬라이더 및 ZX 슬라이더의 구성에 있어서 상기 서술한 제2 실시형태와 상이하다. 이하의 제3 실시형태의 설명에서는 제2 실시형태와의 상이점을 중심으로 하고, 제2 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 34는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블(3400) 부근을 확대한 평면도이다.

*상기 서술한 제2 실시형태에서는 진동 테이블의 X축 가진 유닛 및 Y축 가진 유닛과 대향하는 측면에 Z축 레일(2167a 및 2267a)이 각각 고정되어 있다. 이에 대해 제3 실시형태에서는 진동 테이블(3400)의 X축 가진 유닛 및 Y축 가진 유닛과 대향하는 측면에 Y축 레일(3165a) 및 X축 레일(3265a)이 각각 고정되어 있다. 이 구성을 채용함으로써, 비교적으로 두께(Z축 방향 치수)가 얇은 진동 테이블을 사용한 경우에도, 도 30에 나타내는 바와 같이 진동 테이블(2400)의 상하면으로부터 Z축 레일(2167)이 상하로 돌출하는 것을 막을 수 있어, 진동 테이블 상으로의 공시체의 설치의 자유도가 향상된다.

한편 제2 실시형태와 같이, 진동 테이블(2400)에 YZ 슬라이더(2160) 및 ZX 슬라이더(2260)의 Z축 레일(2167a 및 2267a)을 부착하는 구성을 채용한 경우에는, YZ 슬라이더(2160)의 Z축 캐리지(2167b), 연결판(2166) 및 X축 캐리지(2165b) 그리고 ZX 슬라이더(2260)의 Z축 캐리지(2267b), 연결판(2266) 및 Y축 캐리지(2265b)가 상하로 구동되지 않게 되기 때문에, 이들 부재의 상하 구동에 따른 진동 노이즈의 발생이 억제된다.

또 상기 서술한 제2 실시형태의 YZ 슬라이더(2160)(ZX 슬라이더(2260))에서는 1개의 큰 연결판(2166(2266))에 복수의 Y축 캐리지(2165b)(X축 캐리지(2265b))와 복수의 Z축 캐리지(2167b(2267b))가 각각 고정되어, 1개의 대형의 크로스 캐리지(2164(2264))가 형성되어 있다. 이에 대해 제3 실시형태의 YZ 슬라이더(3160)(ZX 슬라이더(3260))에서는 1개의 작은 연결판(3166(3266))에 1개의 Y축 캐리지(3165b)(X축 캐리지(3265b))와 1개의 Z축 캐리지(3167b(3267b))가 각각 고정되어 소형의 크로스 캐리지(3164(3264))가 형성되고, 복수의 소형의 크로스 캐리지(3164(3264))에 의해 Z축 레일(3167a(3267a))과 Y축 레일(3165a)(X축 레일(3265a))이 연결되어 있다.

이와 같이 크로스 캐리지(3164, 3264)를 소형·경량화함으로써, 크로스 캐리지(3164, 3264)를 고속으로 구동하기 쉬워지고, 또 크로스 캐리지(3164, 3264)의 공진 주파수를 높여 진동 노이즈를 저감시킬 수 있다.

또 제3 실시형태에서는 Z축 가진 유닛의 가동부의 천판(3324b)은 진동 테이블(3400)과 대략 동일한(또는 그 이상의 크기의) 평면 치수로 형성되어 있다. 그 때문에 천판(3324b)의 상면에 부착되는 Y축 레일(2367a)(X축 레일(3365a))의 길이를 진동 테이블(3400)의 Y축 방향(X축 방향)에 있어서의 전체 폭과 대략 동일한(또는 그 이상의) 길이까지 확장해도, Y축 레일(3367a)(X축 레일(3365a))의 전체 길이를 천판(3324b)에 의해 하방으로부터 지지할 수 있고, 진동 테이블(3400)을 항상 높은 강성으로 지지하는 것이 가능하게 되어 있다.

<제4 실시형태>

이어서 본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 제4 실시형태는 2축 슬라이더(슬라이드 연결 기구)인 YZ 슬라이더(4160) 및 ZX 슬라이더(4260)의 구성에 있어서 상기 서술한 제2 실시형태와 상이하다. 이하의 제4 실시형태의 설명에서는 제2 실시형태와의 상이점을 중심으로 하고, 제2 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 또 ZX 슬라이더(4260)는 YZ 슬라이더(4160)와 공통인 구성을 가지기 때문에, ZX 슬라이더(4260)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 35 및 도 36은 각각 본 발명의 제4 실시형태에 따른 가진 장치의 진동 테이블(4400) 부근을 확대한 평면도 및 측면도이다.

제4 실시형태의 YZ 슬라이더(4160)는 2개의 Y축 리니어 가이드(4165)와, 2개의 Z축 리니어 가이드(4167)와, 이들을 연결하는 연결판(4166)을 구비하고 있다. 또 제4 실시형태에서는 YZ 슬라이더(4160)의 Z축 레일(4167)이 진동 테이블(4400)에는 직접 고정되지 않고, 중계 암(4168)을 통하여 진동 테이블(4400)에 고정되어 있다.

중계 암(4168)의 두께(Z축 방향 치수)는 진동 테이블(4400)측에 있어서는 진동 테이블(4400)의 두께와 대략 동일한 크기인데, Z축 리니어 가이드(4167)측에 있어서는 Z축 리니어 가이드(4167)의 레일의 길이와 대략 동일한 크기까지 확장되어 있다. 이 구성에 의해 Z축 리니어 가이드(4167)의 레일이 전체 길이에 걸쳐 중계 암(4168)에 의해 지지된다.

또 중계 암(4168)의 폭(Y축 방향 치수)은 Z축 리니어 가이드(4167)측에 있어서는 2개의 Z축 리니어 가이드(4167)의 배치 간격과 대략 동일한 크기인데, 진동 테이블(4400)측에 있어서는 XY 슬라이더의 2개의 X축 레일(4367a)의 배치 간격과 대략 동일한 크기까지 확장되어 있다. 바꾸어 말하면 Z축 리니어 가이드(4167)의 배치 간격을 X축 레일(4367a)의 배치 간격보다 작게 함으로써, YZ 슬라이더(4160)의 소형·경량화가 도모되고 있다. 또한 중계 암(4168)을 사용함으로써, Z축 리니어 가이드(4167)의 레일과 진동 테이블(4400) 사이에 일정한 거리가 확보되기 때문에, 진동 테이블 상으로의 공시체의 설치의 자유도가 향상된다.

<제5 실시형태>

이어서 본 발명의 제5 실시형태에 대해서 설명한다. 제5 실시형태는 가진 유닛(Z축 가진 유닛(5300))을 1개만 구비한 1축 가진 장치의 일례이다. 이하의 제5 실시형태의 설명에서는 제1 실시형태와의 상이점을 중심으로 하고, 제1 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 37 및 도 38은 각각 본 발명의 제5 실시형태에 따른 가진 장치(5000)의 측면도 및 평면도이다.

*제5 실시형태에서는 1축 방향으로만 가진을 하기 때문에, 진동 테이블(5400)은 XY 슬라이더를 통하지 않고, Z축 가진 유닛(5300)의 가동부(5320)의 상면에 직접 부착되어 있다.

또 4개의 가동부 지지 기구(5340)는 Z축 가진 유닛(5300)의 가동부(5320)가 아니라, 진동 테이블(5400)을 직접 지지하고 있다. 그 때문에 진동 테이블의 Y축 방향 및 Z축 방향의 진동 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있다.

또 가진 장치(5000)는 공시체(W)를 상방으로부터 진동 테이블(5400)에 누르기 위한 문형의 반력 프레임(5600)을 구비하고 있다. 반력 프레임(5600)은 Z축 가진 유닛(5300)의 고정부(통형상체)(310)의 상면에 고정되어 있다. 또 반력 프레임(5600)의 보부(5610)의 하면에는 공시체(W)를 고정하는 척 장치(5610)가 설치되어 있다. 척 장치(5610)는 공시체(W)에 가해지는 Z축 방향의 힘을 검출하는 로드 셀(또는 압전식 하중 센서)을 구비하고 있다.

Z축 가진 유닛(5300)의 공기 스프링(356)(도 12)의 작동에 의해, 공시체(W)가 진동 테이블(5400)과 반력 프레임(5600) 사이에서 끼워지고, 공시체(W)에 소정의 정하중이 부여된다. 즉 제5 실시형태의 가진 장치(5000)에 의하면, 공시체(W)에 소정의 정하중을 부여하면서, 공시체(W)를 가진하는 시험을 행할 수 있다.

<제6 실시형태>

이어서 본 발명의 제6 실시형태에 대해서 설명한다. 제6 실시형태는 2개의 가진 유닛(X축 가진 유닛(6100), Z축 가진 유닛(6300))을 구비한 2축 가진 장치의 일례이다. 이하의 제5 실시형태의 설명에서는 제1 실시형태와의 상이점을 중심으로 하고, 제1 실시형태와 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 39 및 도 40은 각각 본 발명의 제6 실시형태에 따른 가진 장치(6000)의 평면도 및 측면도이다.

제6 실시형태에서는 진동 테이블(6400)이 2방향(각 가진 유닛의 구동 방향 및 그것에 수직인 1방향)으로 가진된다. 그 때문에 각 가진 유닛(6100, 6300)과 진동 테이블(5400)이 다른 가진 유닛(6300, 6100)의 구동 방향으로 슬라이드 가능하게 연결된다. 구체적으로는 X축 가진 유닛(6100)과 진동 테이블(6400)은 Z축 슬라이더(6160)에 의해 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결되고, Z축 가진 유닛(6300)과 진동 테이블(6400)은 X축 슬라이더(6360)에 의해 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결된다.

Z축 슬라이더(6160)는 Z축 리니어 가이드(6164)와, 이 Z축 리니어 가이드(6164)와 X축 가진 유닛(6100)의 가동부를 연결하는 연결 암(6162)을 구비하고 있다. Z축 리니어 가이드(6164)는 1개의 Z축 캐리지가 장착된 1개의 Z축 레일을 구비하고 있다. 또 Z축 캐리지는 연결 암(6162)에 고정되고, Z축 레일은 중계 암(6168)을 통하여 진동 테이블(6400)의 측면에 고정되어 있다.

X축 슬라이더(6360)는 2개의 X축 리니어 가이드(6164)를 구비하고 있다. 각 X축 리니어 가이드(6164)는 3개의 X축 캐리지가 장착된 1개의 X축 레일을 구비하고 있다.

X축 가진 유닛(6100)의 고정부는 지지 유닛(6150)을 통하여 장치 베이스(6500)에 고정되어 있다. 또 Z축 가진 유닛(6300)의 고정부는 지지 유닛(6350)을 통하여 장치 베이스(6500)에 고정되어 있다.

지지 유닛(6350)은 제1 실시형태의 지지 유닛(350)과 대략 동일 구성인 것이다. 한편 지지 유닛(6150)은 제1 실시형태의 지지 유닛(150)과는 상이하고, 스프링 기구(156) 대신에 Z축 방향으로 배열되어 배치된 2개의 공기 스프링(6156)을 구비하고 있다.

X축 가진 유닛(6100)에는 수평 액추에이터의 고정부의 Y축 방향 양측면에 각홈(6110a)이 형성되어 있다. 또 지지 유닛의 가동 블록에는 각홈(6110a)과 끼워맞춰지는 돌출부(6158a)가 형성되어 있다. 이 각홈(6110a)과 돌출부(6158a)의 끼워맞춤에 의해, X축 가진 유닛(6100)의 고정부가 지지 유닛의 가동 블록에 대하여 X축 방향으로 이동하지 않도록 되어 있다.

이상이 본 발명의 예시적인 실시형태의 설명이다. 본 발명의 실시형태는 상기에 설명한 것에 한정되지 않고, 특허청구의 범위의 기재에 의해 표현된 기술적 사상의 범위 내에 있어서 각종 변형이 가능하다. 예를 들면 본 명세서 중에 예시적으로 명시된 실시형태 등의 구성 및/또는 본 명세서 중의 기재로부터 당업자에게 자명한 실시형태 등의 구성을 적당히 조합한 구성도 본원의 실시형태에 포함된다.

상기한 각 실시형태는 본 발명을 동전형의 가진 장치에 적용한 예인데, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 다른 종류의 가진 유닛(예를 들면 회전 전동기나 유압 회전 모터와 이송 나사 기구 등의 회전-직동 변환 기구를 조합한 직동 가진 유닛, 리니어 모터 등)을 사용한 가진 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

예를 들면 제1 실시형태의 가진 장치(1)는 3축의 동전형 가진 장치에 본 발명을 적용한 예인데, 당연히 본 발명은 1축 및 2축의 동전형 가진 장치에 적용할 수 있다.

또 제1 실시형태에서는 지지 유닛(350)(고정부 지지 기구)의 진동을 감쇠시키는 완충 수단으로서 공기 스프링이 사용되고 있는데, 방진 효과가 있는 다른 종류의 스프링(예를 들면 강제의 코일 스프링)이나 탄성체(방진 고무 등)를 사용하는 구성으로 할 수도 있다.

슬라이드 연결 기구의 각 축의 리니어 가이드의 수(1개, 2개, 3개, 4개, 5개 이상)나 배치는 진동 테이블의 크기, 공시체의 크기나 중량 분포, 시험 조건(주파수, 진폭) 등에 따라 적당히 선택된다. 또 제1 실시형태의 XY 슬라이더(360)가 구비하는 크로스 가이드(364)의 수도 4개에 한정되지 않고, 진동 테이블의 크기나 공시체의 하중, 시험 조건 등에 따라 5개, 6개, 7개, 8개, 9개 또는 그 이상으로 할 수도 있다.

또 제5 실시형태의 1축 가진 장치는 반력 프레임(5600)을 구비하고 있는데, 반력 프레임(5600)을 구비하고 있지 않은 구성으로 해도 된다. 또 2축 및 3축 가진 장치에 반력 프레임을 설치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 반력 프레임은 예를 들면 장치 베이스에 고정된다.

1…동전형 3축 가진 장치(가진 장치)
10…기구부
20…제어부
30…계측부
40…전원부
50…인터페이스부
100…X축 가진 유닛
160…YZ 슬라이더
200…Y축 가진 유닛
260…ZX 슬라이더
300…Z축 가진 유닛
360…XY 슬라이더
400…진동 테이블
500…장치 베이스

Claims

진동 테이블과,
상기 진동 테이블을 X축 방향으로 가진하는 X축 가진 유닛과,
상기 진동 테이블을 상기 X축 방향에 수직인 Y축 방향으로 가진하는 Y축 가진 유닛과,
상기 진동 테이블을 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향에 수직인 Z축 방향으로 가진하는 Z축 가진 유닛과,
상기 Z축 가진 유닛과 상기 진동 테이블을 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 연결하는 XY 슬라이더
를 구비하고,
상기 XY 슬라이더가 X축 및 Y축 리니어 가이드웨이를 가지는 크로스 가이드웨이를 구비하고,
상기 X축 리니어 가이드웨이가
상기 X축 방향으로 뻗는 X축 레일과,
상기 X축 레일과 상기 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 X축 캐리지
를 구비하고,
상기 Y축 리니어 가이드웨이가
상기 Y축 방향으로 뻗는 Y축 레일과,
상기 Y축 레일과 상기 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 Y축 캐리지
를 구비하고,
상기 X축 캐리지의 일면과 상기 Y축 캐리지의 일면을 중첩시킨 상태에서, 상기 X축 캐리지가 상기 Y축 캐리지에 고정된
가진 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 X축 캐리지를 상기 Y축 캐리지에 고정하는 볼트를 구비하고,
상기 X축 캐리지의 일면에는 드릴된 구멍인 제1 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 Y축 캐리지의 일면에는 탭 구멍인 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 제1 캐리지 부착 구멍에 통과된 상기 볼트가 상기 제2 캐리지 부착 구멍에 틀어박혀져, 상기 X축 캐리지가 상기 Y축 캐리지에 고정된
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 X축 캐리지의 일면에는 상기 Z축 방향으로 뻗는 4개의 상기 제1 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 Y축 캐리지의 일면에는 상기 Z축 방향으로 뻗는 4개의 상기 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 4개의 제1 캐리지 부착 구멍의 중심선과, 상기 4개의 제2 캐리지 부착 구멍의 중심선이 XY 평면 상의 소정의 정사각형의 각 정점을 각각 통과하는
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 X축 캐리지의 상기 Y축 방향 양측의 상기 X축 방향 중앙부에, 상기 Z축 방향으로부터 보아 U자 형상으로 절결된 U자 절결부가 형성된
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 X축 캐리지의 상기 Y축 방향 양측의 상기 X축 방향 양단부에, 상기 Z축 방향으로부터 보아 L자 형상으로 절결된 L자 절결부가 형성된
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 X축 캐리지는 상기 U자 절결부와 상기 L자 절결부 사이에 플랜지부를 가지고,
상기 제1 캐리지 부착 구멍이 상기 플랜지부에 형성된
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 X축 리니어 가이드웨이가 상기 X축 레일과 상기 X축 캐리지에 끼워진 전동체인 롤러를 구비한
것을 특징으로 하는 가진 장치.
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Y축 캐리지의 상기 X축 방향 양측의 상기 Y축 방향 중앙부에, 상기 Z축 방향으로부터 보아 U자 형상으로 절결된 제2 U자 절결부가 형성되고,
상기 Y축 캐리지의 상기 X축 방향 양측의 상기 Y축 방향 양단부에, 상기 Z축 방향으로부터 보아 L자 형상으로 절결된 제2 L자 절결부가 형성되고,
상기 Y축 캐리지가 상기 제2 U자 절결부와 상기 제2 L자 절결부 사이에 제2 플랜지부를 가지고,
상기 제2 캐리지 부착 구멍이 상기 제2 플랜지부에 형성되고,
상기 Y축 리니어 가이드웨이가 상기 Y축 레일과 상기 Y축 캐리지에 끼워진 전동체인 롤러를 구비한
것을 특징으로 하는 가진 장치.
레일과,
상기 레일과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 캐리지
를 구비하고,
상기 캐리지의 캐리지 상면에, 정사각형의 각 정점을 통과하는 4개의 제1 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 제1 캐리지 부착 구멍이 드릴된 구멍인
리니어 가이드웨이.
레일과,
상기 레일과 슬라이드 가능하게 걸어맞춰지는 캐리지
를 구비하고,
상기 캐리지의 캐리지 상면에, 정사각형의 각 정점을 통과하는 4개의 제2 캐리지 부착 구멍이 설치되어 있고,
상기 제2 캐리지 부착 구멍이 탭 구멍인
리니어 가이드웨이.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 레일과 상기 캐리지 사이에 개재되고, 상기 캐리지의 슬라이드에 따라 상기 레일 및 상기 캐리지의 궤도면 상을 구르는 전동체를 구비한
것을 특징으로 하는 리니어 가이드웨이.
제 11 항에 있어서, 상기 전동체가 롤러인
것을 특징으로 하는 리니어 가이드웨이.
제 11 항에 있어서, 상기 전동체가 볼인
것을 특징으로 하는 리니어 가이드웨이.
제 9 항, 또는, 제 9 항을 인용하는, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항,에 기재된 제1 리니어 가이드웨이와,
제 10 항, 또는, 제 10 항을 인용하는, 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항,에 기재된 제2 리니어 가이드웨이와,
상기 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지와 상기 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지를 고정하는 볼트
를 구비하고,
상기 X축 캐리지와 상기 Y축 캐리지의 캐리지 상면끼리를 중첩시킨 상태에서, 상기 제1 리니어 가이드웨이의 제1 캐리지 부착 구멍에 통과된 상기 볼트가 상기 제2 리니어 가이드웨이의 제2 캐리지 부착 구멍에 틀어박혀져, 상기 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지가 상기 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지에 고정된
크로스 가이드웨이.
제 14 항에 있어서, 상기 제1 리니어 가이드웨이의 캐리지와 상기 제2 리니어 가이드웨이의 캐리지가 서로 슬라이드 방향을 90도 어긋나게 하여 조합된
것을 특징으로 하는 크로스 가이드웨이.