(57)【要約】【課題】被駆動部を互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に精度よく駆動することのできる二軸アクチュエータを提供する。【解決手段】ベース２と、ベース２上にリニアガイド６を介して設けられたスライドテーブル４Ａ，４Ｂと、スライドテーブル４Ａ，４ＢをＸ軸方向に各々独立に送り駆動するボールねじ８Ａ，８Ｂと、ボールねじ８Ａ，８Ｂを各々独立に駆動する駆動モータ１０Ａ，１０Ｂとを備えて二軸アクチュエータにおいて、スライドテーブル４Ａ，４Ｂのうち一方のスライドテーブルはＸ軸方向に延びるラックギヤ１４を有し、他方のスライドテーブルはラックギヤ１４と噛合するピニオンギヤを有すると共に該ピニオンギヤと協働して被駆動部ＨＵをＹ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構１８を有している。【選択図】図１
2006175538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に被駆動部を駆動する二軸アクチュエータであって、ベースと、このベース上にリニアガイドを介して設けられた二つのスライドテーブルと、これらのスライドテーブルを前記Ｘ軸方向に各々独立に送り駆動する二つのテーブル送り機構と、これらのテーブル送り機構を各々独立に駆動する二つの駆動モータとを備え、前記二つのスライドテーブルのうち一方のスライドテーブルが前記Ｘ軸方向に延びるラックギヤを有し、かつ前記二つのスライドテーブルのうち他方のスライドテーブルが前記ラックギヤに噛合するピニオンギヤを有すると共に該ピニオンギヤと協働して前記被駆動部を前記Ｙ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構を有することを特徴とする二軸アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に被駆動部（例えば電子部品吸着ノズルなどが搭載された被駆動部等）を駆動する二軸アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
同一平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に被駆動部を駆動する装置として、図５〜図７に示されるような二軸アクチュエータが知られている。この二軸アクチュエータはプレート状の固定ベース３０を備えており、固定ベース３０の上面には、被駆動部ＨＵをＸ軸方向に駆動するＸ方向駆動機構３１が設けられているとともに、被駆動部ＨＵをＹ軸方向に駆動するＹ方向駆動機構３６がＸ方向駆動機構３１を介して設けられている。
【０００３】
Ｘ方向駆動機構３１はガイドレール３２ａ及びスライダ３２ｂからなる複数のリニアガイド３２（図６参照）を介して固定ベース３０の上面に設けられたスライドテーブル３３を備えており、このスライドテーブル３３をＸ軸方向に送り駆動するボールねじ３４のねじ軸３４ａは、固定ベース３０に固定された駆動モータ３５により回転駆動されるようになっている。
【０００４】
一方、Ｙ方向駆動機構３６はスライドテーブル３３の上面に設置されたプレート状の可動ベース３７を備えており、この可動ベース３７の上面には、ガイドレール３８ａ及びスライダ３８ｂからなる複数のリニアガイド３８（図６参照）を介してスライドテーブル３９が設けられている。また、Ｙ方向駆動機構３６はスライドテーブル３９をＹ軸方向に送り駆動するボールねじ４０を備えており、このボールねじ４０のねじ軸４０ａは、可動ベース３７に固定された駆動モータ４１により回転駆動されるようになっている。
【０００５】
したがって、駆動モータ３５によりボールねじ３４を駆動すると、スライドテーブル３３及びＹ方向駆動機構３６がＸ軸方向に移動するので、被駆動部ＨＵをＸ軸方向に移動させることができる。また、駆動モータ４１によりボールねじ４０を駆動すると、スライドテーブル３９がＹ軸方向に移動するので、被駆動部ＨＵをＹ軸方向に移動させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した二軸アクチュエータでは、ボールねじ３４，４０を駆動する二つの駆動モータ３５，４１のうち一方の駆動モータ４１が可動部に設けられている。このため、スライドテーブル３３をＸ軸方向に移動させたときの慣性力のほうがスライドテーブル３９をＹ軸方向に移動させたときの慣性力よりも大きくなり、ボールねじ３４を駆動する駆動モータの負荷が大きくなる。さらに、スライドテーブル３３をＸ軸方向に移動させたときに駆動モータ４１の給電ケーブルも動くことになるため、引き摺られて損傷するおそれがあり、これを防止するために、駆動モータ４１の給電ケーブルを保護するための方策も必要となり、より安全なものは大掛かりなものとなり、しかもスライドテーブル３３をＸ軸方向に移動させたときに騒音や塵埃が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、電子部品装着ヘッド等の被駆動部を互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に精度よく駆動することのできる二軸アクチュエータを提供することを目的とするものである。また、本発明の他の目的は、ケーブルの保護具に起因する騒音や塵埃の発生を抑制することのできる二軸アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、同一平面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の両方向に被駆動部を駆動する二軸アクチュエータであって、ベースと、このベース上にリニアガイドを介して設けられた二つのスライドテーブルと、これらのスライドテーブルを前記Ｘ軸方向に各々独立に送り駆動する二つのテーブル送り機構と、これらのテーブル送り機構を各々独立に駆動する二つの駆動モータとを備え、前記二つのスライドテーブルのうち一方のスライドテーブルが前記Ｘ軸方向に延びるラックギヤを有し、かつ前記二つのスライドテーブルのうち他方のスライドテーブルが前記ラックギヤに噛合するピニオンギヤを有すると共に該ピニオンギヤと協働して前記被駆動部を前記Ｙ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る二軸アクチュエータによれば、二つのスライドテーブルのうち一方のスライドテーブルにＸ軸方向に延びるラックギヤを設けるとともに、ラックギヤと噛合するピニオンギヤおよび該ピニオンギヤと協働して被駆動部をＹ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構を他方のスライドテーブルに設けたことにより、テーブル送り機構を各々独立に駆動する駆動モータをベースに固定した状態で被駆動部をＸ軸及びＹ軸の両方向に駆動することができる。したがって、二つのスライドテーブルのうち一方のスライドテーブルに駆動モータやボールねじ等の重量物を搭載する必要がない。
【００１０】
また、ボールねじを駆動する駆動モータとして高出力で高価なモータを用いることなく被駆動部をＸ軸及びＹ軸の両方向に駆動することができるので、コストの低減を図ることができる。さらに、テーブル送り機構を各々独立に駆動する二つの駆動モータをベースに固定した状態で被駆動部をＸ軸及びＹ軸の両方向に駆動することができ、これにより、駆動モータの給電ケーブルも移動することがなくなるため、これを保護する特別な保護具が必要がなくなり、このような保護具に起因する騒音や塵埃の発生もなくなるため、静粛性や清浄性が求められる用途にも好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る二軸アクチュエータの平面図であり、同図に示すように、第１の実施形態に係る二軸アクチュエータはベース２を備えている。このベース２はプレート状に形成されており、ベース２の上面にはスライドテーブル４Ａ，４Ｂがそれぞれ複数（例えば二つ）のリニアガイド６を介してスライド可能に設けられている。これらのスライドテーブル４Ａ，４Ｂはテーブル送り機構としてのボールねじ８Ａ，８ＢによりそれぞれＸ軸方向に送り駆動されるようになっており、ベース２の上面に設置されたモータブラケット１２Ａ，１２Ｂには、上記ボールねじ８Ａ，８Ｂのねじ軸８ａを各々独立に回転駆動する駆動モータ１０Ａ，１０Ｂが取り付けられている。
【００１２】
図２は図１のII−II断面図、図３は図２のIII−III断面図、図４は図２のIV−IV断面図であり、図２に示すように、スライドテーブル４Ａ，４Ｂのうち一方のスライドテーブル、例えばスライドテーブル４ＡにはＸ軸方向に延びるラックギヤ１４が設けられ、ラックギヤ１４を有していない他方のスライドテーブル４Ｂにはピニオンギヤ１６が設けられている。
【００１３】
ラックギヤ１４及びピニオンギヤ１６は互いに噛合しており、ピニオンギヤ１６が設けられたスライドテーブル４Ｂには、ピニオンギヤ１６と協働して被駆動部ＨＵをＹ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構１８が設けられている。このベルト式送り機構１８はタイミングベルト２０と複数のタイミングプーリ２２を備えており、これらタイミングプーリ２２の一つがピニオンギヤ１６と一体に回転するようになっている。また、ベルト式送り機構１８は被駆動部ＨＵをＹ軸方向に案内するガイド部材２４を備えており、各タイミングプーリ２２は上記ガイド部材２４にプーリ軸を介して回転自在に支持されている。
【００１４】
なお、リニアガイド６はガイドレール６ａ及びスライダ６ｂ（図２参照）を備えて構成されており、ガイドレール６ａはベース２に固定され、スライダ６ｂはスライドテーブル４Ａ，４Ｂに固定されている。また、ボールねじ８Ａ，８Ｂのナット８ｂはスライドテーブル４Ａ，４Ｂの下面に固定されている。
このような構成において、被駆動部ＨＵをＹ軸方向に移動させる場合は、ボールねじ８Ａ，８Ｂを駆動する二つの駆動モータ１０Ａ，１０Ｂのうち駆動モータ１０Ａを駆動してスライドテーブル４ＡのみをＸ軸方向に移動させる。そうすると、スライドテーブル４Ｂに設けられたピニオンギヤ１６がスライドテーブル４Ａに設けられたラックギヤ１４の移動量に応じて回転するので、スライドテーブル４Ｂに設けられたベルト式送り機構１８により被駆動部ＨＵをＹ軸方向のみに移動させることができる。
【００１５】
また、被駆動部ＨＵをＸ軸方向に移動させる場合は、ボールねじ８Ａ，８Ｂを駆動する二つの駆動モータ１０Ａ，１０Ｂを駆動してスライドテーブル４Ａ，４Ｂの両方を同じ速度でＸ軸方向に移動させることにより、被駆動部ＨＵをＸ軸方向のみに移動させることができる。さらに、被駆動部ＨＵをＸ軸及びＹ軸の両方向に同時に移動させる場合は、ボールねじ８Ａ，８Ｂを駆動する二つの駆動モータ１０Ａ，１０Ｂの回転速度を適宜の値とすればよく、例えば、駆動モータ１０Ｂを駆動してスライドテーブル４ＢのみをＸ軸方向に移動させることにより、被駆動部ＨＵをＸ軸とＹ軸の両方向に同時に移動させることができ、Ｘ軸方向の移動量とＹ軸方向の移動量との比はピニオンギヤ１４及びタイミングプーリ２２の径の比に応じた値となる。
【００１６】
上述したように、第１の実施形態に係る二軸アクチュエータでは、スライドテーブル４Ａ，４Ｂのうち一方のスライドテーブル４Ａにラックギヤ１４をＸ軸方向に沿って設けるとともに、ラックギヤ１４と噛合するピニオンギヤ１６およびピニオンギヤ１６と協働して被駆動部ＨＵをＹ軸方向に送り駆動するベルト式送り機構１８を他方のスライドテーブル４Ｂに設けたことにより、ボールねじ８Ａ，８Ｂを駆動する駆動モータ１０Ａ，１０Ｂをベース２に固定した状態で被駆動部ＨＵをＸ軸及びＹ軸の両方向に移動させることができる。したがって、二つのスライドテーブル４Ａ，４Ｂのうち一方のスライドテーブルに駆動モータやボールねじ等の重量物を搭載する必要がない。
【００１７】
また、ボールねじ８Ａ，８Ｂを駆動する駆動モータとして高出力で高価なモータを用いることなく被駆動部ＨＵをＸ軸及びＹ軸の両方向に駆動することができるので、コストの低減を図ることができる。
さらに、ボールねじ８Ａ，８Ｂを各々独立に駆動する二つの駆動モータ１０Ａ，１０Ｂをベース２に固定した状態で被駆動部ＨＵをＸ軸及びＹ軸の両方向に駆動することができ、これにより、駆動モータの給電ケーブルも移動しなくなるため、例えば給電ケーブルをケーブルベア（登録商標）のような保護具で保護する必要がないので、このような保護具に起因する騒音や塵埃の発生を抑制することができるので、静粛性や清浄性が求められる用途にも好適に使用できる。さらに、ベルトによる駆動を最も負荷の小さい被駆動部ＨＵのＹ軸方向移動のみにし、他の駆動は剛性の高いボールねじ及びラックギヤとピニオンギヤとの噛合により行っているので、可動部の軽量化と高精度位置決めの両立も可能である。
【００１８】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上述した第１の実施形態ではスライドテーブル４Ａ，４ＢをＸ軸方向に各々独立に送り駆動するテーブル送り機構としてボールねじを用いた場合を例示したが、スライドテーブルをＸ軸方向に各々独立に送り駆動するテーブル送り機構として、例えばリニアモータやベルト式送り機構を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二軸アクチュエータの平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】従来の二軸アクチュエータの平面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【図７】図５のVII−VII断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
２  ベース
４Ａ，４Ｂ  スライドテーブル
６  リニアガイド
６ａ  ガイドレール
６ｂ  スライダ
８Ａ，８Ｂ  ボールねじ
８ａ  ねじ軸
８ｂ  ナット
１０Ａ，１０Ｂ  駆動モータ
１２Ａ，１２Ｂ  モータブラケット
１４  ラックギヤ
１６  ピニオンギヤ
１８  ベルト式送り機構
２０  タイミングベルト
２２  タイミングプーリ
２４  ガイド部材
【図１】
2006175538.tif 000003
【図２】
2006175538.tif 000004
【図３】
2006175538.tif 000005
【図４】
2006175538.tif 000006
【図５】
2006175538.tif 000007
【図６】
2006175538.tif 000008
【図７】
2006175538.tif 000009