(57)【要約】  【課題】  安価でありながら、積載物をロック可能に位置決めできる位置決めテーブル装置を提供する。  【解決手段】  静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂがベースプレート１２ｇに着座していることを検出する検出装置Ｓが設けられているので、かかる検出装置Ｓからの信号により、基盤１０に対してテーブル１３がロックされたか否かを精度良く判別することができる。【選択図】  図４
2006310686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載物を位置決めできる位置決めテーブル装置において、
基軸を取り付けた基盤と、
積載物を支持する回転可能なテーブルと、
前記基軸と前記テーブルとの間に配置され、前記テーブルの半径方向力を支持する軸受と、
前記基盤と前記テーブルとの一方に配置され、前記テーブルの軸線方向力を支持する静圧軸受と、
前記基盤と前記テーブルとの他方に、前記静圧軸受に対向して配置されたベースプレートと、
前記静圧軸受が前記ベースプレートに着座していることを検出する検出装置と、
前記基盤に対して前記テーブルを回転させる駆動装置と、を有することを特徴とする位置決めテーブル装置。
【請求項２】
前記静圧軸受は、導電性の静圧パッドを有し、前記ベースプレートは導電性を有し、前記検出器は、前記静圧パッドと前記ベースプレートとの電気的導通を検出することを特徴とする請求項１に記載の位置決めテーブル装置。
【請求項３】
前記ベースプレートの表面には導電性の被膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決めテーブル装置。
【請求項４】
前記テーブルと、前記テーブルの半径方向力を支持する軸受とは、板ばねにより連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の位置決めテーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載物を所定の角度で位置決めできる位置決めテーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイに用いられる液晶パネルは、例えば７３０ｍｍ×９２０ｍｍなど比較的大きなサイズを有し、また重量も治具も含めるとかなりあるが、市場の要求に応じて、今後もより大型化することが予想される。ところで、液晶パネルに対して、処理や検査を行う場合、その処理すべき部位や検査すべき部位にツールが精度良く正対するように、液晶パネルを移動させる装置が必要である。
【０００３】
ここで、特許文献１には、固定体に対して回転体を回転自在に支持する割り出し装置が開示されている。特許文献１の割り出し装置においては、回転体を固定体に対して、静圧流体軸受を用いてラジアル方向及びスラスト方向に支持している。
【特許文献１】特開平８−３０３４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、精度の良い処理や検査を行う場合、或いは回転体と固定体を一体的に移動させる場合など、固定体に対して回転体をロックさせる必要がある。ここで、別個のロック装置を用いて固定体に対して回転体をロックさせることもできるが、それによりコスト高を招く。
【０００５】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、安価でありながら、積載物をロック可能に位置決めできる位置決めテーブル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の位置決めテーブル装置は、積載物を位置決めできる位置決めテーブル装置において、
基軸を取り付けた基盤と、
積載物を支持する回転可能なテーブルと、
前記基軸と前記テーブルとの間に配置され、前記テーブルの半径方向力を支持する軸受と、
前記基盤と前記テーブルとの一方に配置され、前記テーブルの軸線方向力を支持する静圧軸受と、
前記基盤と前記テーブルとの他方に、前記静圧軸受に対向して配置されたベースプレートと、
前記静圧軸受が前記ベースプレートに着座していることを検出する検出装置と、
前記基盤に対して前記テーブルを回転させる駆動装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
前記静圧軸受は、外部から供給された気体を前記ベースプレートに向かって吐出することで、その間に生じた静圧を用いて、前記基盤に対して前記テーブルをフローティング状態で支持することができる。しかるに、前記静圧軸受への気体の供給を中断すれば、前記静圧軸受と前記ベースプレートとの間の静圧は消失し、両者が接触すれば摩擦力を用いて前記基盤に対して前記テーブルをロックさせることができる。ここで、前記静圧軸受への気体の供給が中断されたことは、例えば前記静圧軸受と気体供給源との間に配置された電磁弁からの信号に基づき判断できるが、残圧等の影響により直ちにテーブルはロックされない場合もあり、ロックされたか否かの判断における確実性が低いという問題がある。一方、静電センサなどを別個に設けることも考えられるが、かかる場合、静電センサが設けられた部位の接触・非接触はわかるが、前記静圧軸受と前記ベースプレートとの間の実際の接触・非接触は判別できないという問題がある。
【０００８】
これに対し、本発明の位置決めテーブル装置によれば、前記静圧軸受が前記ベースプレートに着座していることを検出する検出装置が設けられているので、かかる検出装置からの信号により、前記基盤に対して前記テーブルがロックされたか否かを直接的に精度良く判別することができる。
【０００９】
更に、前記静圧軸受は、導電性の静圧パッドを有し、前記ベースプレートは導電性を有し、前記検出器は、前記静圧パッドと前記ベースプレートとの電気的導通を検出すれば、前記基盤に対して前記テーブルがロックされたか否かを直接的に判別することができる。
【００１０】
更に、前記ベースプレートの表面には導電性の被膜がコーティングされていると、前記ベースプレートの素材として非導電性の素材を選択することができ、更に前記被膜を硬いものとすれば、前記ベースプレートの摩耗を抑制することもできる。このような被膜としては、チタンナイトライド等が好ましい。
【００１１】
前記テーブルと、前記テーブルの半径方向力を支持する軸受とは、板ばねにより連結されていると、前記テーブルが軸線方向に移動しやすくなるので好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態の位置決めテーブル装置の上面図であり、図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た断面図である。図３は、図２の矢印III部を拡大して示す図であり、図４は、図２の矢印IV部を拡大して示す図であり、図５は、図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１３】
図２において、定盤Ｇ上にガイドレール１が配置されている。定盤Ｇ上に配置された基盤１０は、その下面に、ガイドレール１に係合するスライダ２，２を取り付けている。従って、基盤１０は、スライダ２，２がガイドレール１に沿って移動することにより、図２で左右方向に移動可能となっている。スライダ２，２とガイドレール１とでリニアガイドを構成する。基盤１０の上面には、基軸１１と、３つの静圧軸受１２とが固定され、更にテーブル１３が配置されている。
【００１４】
図３において、テーブル１３の中央開口１３ａ内に突出するように配置された基軸１１の外周には、一対のアンギュラコンタクト玉軸受１４，１４の内輪が、その根元側にある段部１１ａに突き当てるようにして嵌合しており、更に内輪間座１５を介して、基軸１１先端の雄ねじ部に螺合するナット１６により段部１１ａに向かって軸線方向に押圧されている。アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４の外輪は、中空円筒状のホルダ１７において、その端部内周フランジ部１７ａに突き当てるようにして嵌合しており、更にホルダ１７に取付固定される固定部材１８により、端部内周フランジ部１７ａに向かって軸線方向に押圧されている。かかる構成により、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４に予圧を与えることができる。アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４は、半径方向の力のみを付与すればよいので負荷容量は低いもので足りる。
【００１５】
アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４の外輪が固定されたホルダ１７の端部外周フランジ部１７ｂと、テーブル１３の下面とは、弾性部材である板ばね１９により架橋的に連結されており、板ばね１９はそれぞれに対してボルトＢを用いて固定されている。板ばね１９は、図１に示すように対向する２辺のみがボルトＢにより固定されており、それにより適度な可撓性を確保している。また固定される板ばね１９の辺は、基盤１０の移動方向に直交する方向が望ましい。加減速時に板ばね１９に引っ張り応力のみが作用するようになるため、テーブル１３の姿勢に与える影響を排除できる。テーブル回転時の剛性を確保するためには、最外部に位置する４つのボルトＢは、正方形の頂点にそれぞれ位置するようにするのが望ましい。なお、板ばね１９の付勢力を用いて、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４に予圧を与えることもできる。アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４の代わりにスベリ軸受を用いた場合、板ばね１９は省略して良い。
【００１６】
図４において、静圧軸受１２は、テーブル１３に設けられたボルト孔１３ｂにボルトＢを用いて固定されるＳＵＳ４４０Ｃなど固い金属製の短円筒状の本体１２ａと、本体１２ａの下面に配置された円盤状孔１２ｆ内に配置された多孔質グラファイト製の静圧パッド１２ｂと、本体１２ａへの気体の供給を制御する電磁弁１２ｃ（図１）とから構成されている。応答遅れを抑制するために、電磁弁１２ｃと本体１２ａに取り付けたコネクタ（後述）とを連結するホースＨは極力短い方が好ましい。テーブル１３の回転量は僅かであるので、フレキシブルなホースＨを用いることにより、電磁弁１２ｃは基盤１上に配置できる。
【００１７】
本体１２ａの内部には、電磁弁１２ｃを介して供給される空気を静圧パッド１２ｂに供給するための供給路１２ｄと、排気路１２ｅとが形成されている。供給路１２ｄは、本体１２ａの側面に設けられた供給コネクタＳＣと円盤状孔１２ｆとを連通しており、排気路１２ｅは、本体１２ａの側面に設けられた排気コネクタＥＣと本体１２ａの下面外周近傍に設けられた周溝１２ｈとを連通している。
【００１８】
本体１２ａの下面に対向して、セラミックの表面にチタンナイトライドの被膜をコーティングした（ＳＵＳ４４０Ｃでも良いがボルト孔に絶縁処理が必要）の円板状のベースプレート１２ｇが、薄板状の絶縁材３０を介して、ボルトＢにより基盤１０上に固定されている。従って、ベースプレート１２と基盤１０とは絶縁状態にある。チタンナイトライドの被膜は、硬度が２０〜２５ＧＰａと高く摩耗を抑制でき、摩擦係数が０．３〜０．４５であるので、テーブル１３の付与される加速度が０．３Ｇ以下であれば移動しないので、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４を容量の小さなものとできる。
【００１９】
本実施の形態においては、導電性である多孔質グラファイト製の静圧パッド１２ｂと、ベースプレート１２ｇの導電性表面とを、電気的配線Ｌにより検出装置Ｓに連結している。又、検出装置Ｓには、電磁弁１２ｃからのＯＮ／ＯＦＦ信号（ＯＮ信号なら静圧軸受に空気供給、ＯＦＦ信号なら供給中断を示す）が入力されるようになっている。
【００２０】
又、テーブル１３と本体１２ａとの間に間座１２ｊを配置しており、その厚さを選択することで静圧軸受１２の高さ方向の位置調整を行える。なお、残りの２つの静圧軸受１２についても同様の構成を有する。本実施の形態においては、静圧軸受１２を等角度で３つ配置しているので、高さ調整や平行度調整を行いやすい。この場合、テーブル１３の外径をＤとしたときに、静圧軸受１２の中心が、基軸１の軸線から０．６３５Ｄだけ離れた位置に来るようにすれば、テーブル１３の変形を最も抑えることができるので、その板厚を薄くでき軽量化を図れる（特開２００１−１８５６０１参照）。
【００２１】
図１において、基盤１０の上面に固定されたフレーム２０には、モータ２１が取り付けられている。モータ２１の回転軸２１ａは、カップリング２２を介してボールねじ機構２３のねじ軸２３ｂに連結されている。ボールねじ機構２３は、ベアリング２３ａと、ねじ軸２３ｂと、転動輪ケース２４の中のナット（不図示）とを含み、ねじ軸２３ｂの回転運動をナット（不図示）の軸線方向運動に変換するものである。ねじ軸２３ｂは、転動輪ケース２４に連結されている。転動輪ケース２４内には、転動輪２５が回転自在に支持されている。転動輪２５は、テーブル１３の外周から半径方向に突き出したアーム１３ｃの側面に沿って転動自在となっている。アーム１３ｃに一端を取り付け、調整ボルト２７を介してフレーム２０に他端を取り付けたコイルばね２６により、テーブル１３は図１で反時計回りに（即ちアーム１３ｃの側面が転動輪２５に常に押しつけられるように）付勢されている。調整ボルト２７をねじ込み或いは緩めることで、コイルばね２６の付勢力を調整できるようになっている。モータ２１，カップリング２２，ボールねじ機構２３，転動輪ケース２４，転動輪２５、コイルばね２６，アーム１３ｃにより駆動装置を構成する。
【００２２】
本実施の形態の動作について説明する。テーブル１３上に不図示の被測定物（被加工物）を載置した状態で、位置を測定して、所定の角度になるようにテーブル１３を回転させる。これは、被測定物（被加工物）を載置したときの角度補正が目的である。その後、被測定物（被加工物）を加工位置に動かすか、あるいは加工しながら動かす。
【００２３】
より具体的に説明すると、電磁弁１２ｃを制御して、供給コネクタＳＣ及び供給路１２ｄを介して３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂに空気を供給し、静圧を用いてベースプレート１２ｇから浮上させることによって、テーブル１３を軸線方向（図２で上方）に移動させる。静圧パッド１２ｂから吹き出された空気は、外部へと排出される。
【００２４】
板ばね１９は垂直方向の剛性が弱いので、テーブル１３の軸線方向の移動をほとんど妨げることはない。テーブル１３が浮上したら、モータ２１を駆動させることによって、転動輪ケース２４を押し出し或いは引き込むようにすると、転動輪２５を介してアーム１３ｃが図１で時計回りに回動し、或いは引き込まれた転動輪２５を追いかけるようにしてコイルばね２６の付勢力により反時計回りに回動するので、テーブル１３を例えば±１°の範囲で回転させることができる。従って、テーブル１３上に載置された被測定物（被加工物）を、微小回転させることができる。
【００２５】
このようにテーブル１３を微小回転させた後、電磁弁１２ｃを制御して、３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂへの空気の供給を遮断し、静圧パッド１２ｂをベースプレート１２ｇに着座させる。静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとの間に作用する摩擦力によって、テーブル１３は基盤１０に対して相対移動不能に保持されることとなる。なお、より高い保持力が必要な場合には、周囲溝１２ｈから吸引するが、静圧パッド１２ｂから吸引しても良い。これは、電磁弁１２ｃを制御して、外部の排気ポンプ（不図示）につなぎ変え、供給コネクタＳＣ及び供給路１２ｄを介して３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂから空気を吸引するようにしても良い。かかる場合、空気を吸引することにより、ベースプレート１２ｇとの吸着力を得ることができるので、テーブル１３の保持を強固に行えることとなる。
【００２６】
その後、被測定物（被加工物）を加工位置に動かすか、あるいは加工しながら動かす。これは、定盤Ｇに対して、スライダ２，２をガイドレール１に沿って移動させることで、基盤１０を検査位置へと移動させる。このとき、板ばね１９は移動方向（水平方向）に延在しているので、かかる方向には剛性が高くなることから、テーブル１３の支持を安定して行える。又、加減速時にテーブル１３に付与される半径方向の力は、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４により支持されるが、電磁弁１２ｃを制御して、３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｄへの空気の供給を遮断し、静圧パッド１２ｄをベースプレート１２ｇに着座させれば、それらの間に摩擦力が生じるので、アンギュラコンタクト玉軸受１４，１４にほとんど力は付与されないこととなる。したがって位置ズレは生じない。
【００２７】
以下、具体的な着座検出の動作を図６のフローチャートに従って説明する。図６のステップＳ１０１において、電磁弁１２ｃをＯＮ操作して、供給コネクタＳＣ及び供給路１２ｄを介して３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂに空気を供給し、静圧を用いてベースプレート１２ｇから浮上させることによって、テーブル１３を軸線方向（図２で上方）に移動させる。
【００２８】
更に、ステップＳ１０２で、電磁弁１２ｃからＯＮ信号を受けた検出装置Ｓは、静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとの接触（即ち着座）を、電気的導通があるか否かで検出する。３つの静圧軸受１２の内１つでも電気的導通がある場合には、静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとが接触したままであるとして、ステップＳ１０３で警告を発令する。警告の態様としては、不図示の上位コントローラやモニタへの表示や、ブザーなどの警告音を発することが考えられる。警告が発令されている間、モータ２１の動作を禁止する措置をとってもよい。
【００２９】
一方、全ての静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂが完全に浮上してベースプレート１２ｇに対して非接触状態になったことを、検出装置Ｓが検出した場合、警告を中止する。かかる場合、ステップＳ１０４で、モータ２１の動作が許容される。なお、かかる状態では、定盤Ｇに対する基盤１０の移動を禁止するように制御しても良い。
【００３０】
上述したようにして、モータ２１によりテーブル１３上に載置された被測定物（被加工物）を、微小回転させた後、ステップＳ１０５で、不図示の角度センサにより所定角度になったことが検出された場合、ステップＳ１０６で、モータ２１の駆動が停止され、ステップＳ１０７で、着座のために電磁弁１２ｃがＯＦＦ操作され、それにより３つの静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂへの空気の供給を遮断し、静圧パッド１２ｂをベースプレート１２ｇに着座させる。
【００３１】
ステップＳ１０８で、電磁弁１２ｃからＯＦＦ信号を受けた検出装置Ｓは、３つの静圧軸受１２の内１つでも静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとの間に電気的導通がない場合には、静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとが非接触状態である（まだ着座していない）として、ステップＳ１０９で警告を発令する。警告の態様としては、不図示の上位コントローラやモニタへの表示や、ブザーなどの警告音を発することが考えられる。一方、全ての静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂが完全に着座してベースプレート１２ｇに対して接触状態になったことを、検出装置Ｓが検出した場合、警告を中止する。なお、かかる状態になったとき、定盤Ｇに対する基盤１０の移動を許可するように制御しても良い。
【００３２】
本実施の形態によれば、静圧軸受１２の静圧パッド１２ｂがベースプレート１２ｇに着座していることを検出する検出装置Ｓが設けられているので、かかる検出装置Ｓからの信号により、基盤１０に対してテーブル１３がロックされたか否かを精度良く判別することができる。
【００３３】
なお、以上の制御においては、検出装置Ｓが、静圧パッド１２ｂとベースプレート１２ｇとの間における電気的導通の有無のみを検出していたが、例えば両者の間の抵抗を測定することで、３つの静圧軸受１２全てが着座した状態と、少なくとも１つの静圧軸受１２が着座した状態と、３つの静圧軸受１２全てが浮上した状態とを細かく判別することができ、装置の状態をより正確に把握することができる。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、静圧軸受１２の本体１２ａを基盤１０側に取り付け、ベースプレート１２ｇをテーブル１３側に取り付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態の位置決めテーブル装置の上面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た断面図である。
【図３】図２の矢印III部を拡大して示す図である。
【図４】図２の矢印IV部を拡大して示す図であり、
【図５】図４の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。
【図６】本実施の形態のフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ ガイドレール
２，２ スライダ
１０ 基盤
１１ 基軸
１１ａ 段部
１２ 静圧軸受
１２ａ 本体
１２ｂ 静圧パッド
１２ｃ 電磁弁
１２ｄ 供給路
１２ｅ 排気路
１２ｆ 円盤状孔
１２ｇ ベースプレート
１２ｈ 周溝
１２ｊ 間座
１３ テーブル
１３ａ 中央開口
１３ｂ ボルト孔
１３ｃ アーム
１４ アンギュラコンタクト玉軸受
１５ 内輪間座
１６ ナット
１７ ホルダ
１７ａ 端部内周フランジ部
１７ｂ 端部外周フランジ部
１８ 固定部材
２０ フレーム
２１ モータ
２１ａ 回転軸
２２ カップリング
２３ ボールねじ機構
２３ａ ナット
２３ｂ ねじ軸
２４ 転動輪ケース
２５ 転動輪
２６ コイルばね
２７ 調整ボルト
３０  絶縁材
Ｂ ボルト
ＥＣ 排気コネクタ
ＳＣ 供給コネクタ
【図１】
2006310686.tif 000003
【図２】
2006310686.tif 000004
【図３】
2006310686.tif 000005
【図４】
2006310686.tif 000006
【図５】
2006310686.tif 000007
【図６】
2006310686.tif 000008