(57)【要約】      （修正有）【課題】テーブルを移動させるモータを固定できてモータ移動によるトラブルがなく、モータの制御が容易で、バックラッシュの生じないワーク位置決めステージを開発する。【解決手段】ＸＹ両方向に摺動自在な軸３の上部にテーブルを設け、基端部が回動自在に支持された２本のアーム５をＸ字状に交叉して設ける。該アームには、各々内部を前記軸が摺動する長穴６を設け、前記アームの各長穴の交叉部において前記軸が長穴に挿通している。２本のアームを回動することでテーブルが任意の位置に移動する。モータ７が固定で移動しないので、モータ移動によるトラブルがなく、テーブルを任意の位置に移動する場合、アームの回動速度は全く任意であるので、駆動モータの制御がきわめて容易である。【選択図】図２
2006102880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ方向に配した第１ガイドレールと、
これに直交するＹ方向に配した第２ガイドレールと、
第１ガイドレールに対してＸ方向に摺動自在に、第２ガイドレールに対してＹ方向に摺動自在に設けた基台と、
該基台から立設した軸と、
該軸の上部に固定したテーブルと、
Ｘ字状に交叉して設けられ、基端部が回動自在に支持されている２本のアームと
該２本のアームを回動する駆動モータとを有し、
前記２本のアームには、各々その長さ方向に配され、内部を前記軸が摺動する長穴が設けられ、前記２本のアームの各長穴の交叉部において前記軸が長穴に挿通しており、
前記２本のアームを回動することで前記テーブルを任意の位置に移動することを特徴とするワーク位置決めステージ。
【請求項２】
請求項１のワーク位置決めステージにおいて、前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられていることを特徴とするワーク位置決めステージ。
【請求項３】
Ｘ方向に配したガイドレールと、
該ガイドレールに対してＸ方向に摺動自在に設けた基台と、
該基台から立設した軸と、
該軸の上部に固定したテーブルと、
基端部が回動自在に支持されているアームと、
該アームを回動する駆動モータとを有し、
前記アームには、長さ方向に配され、内部を前記軸が摺動する長穴が設けられ、
前記アームを回動することで前記長穴に挿通された軸が長穴内を摺動し、前記テーブルをＸ方向の任意の位置に移動する位置決めステージであって、
前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられていることを特徴とするワーク位置決めステージ。
【請求項４】
長さ方向に配され、内部を軸が摺動する長穴を有するアームを回動し、前記軸を所望の位置に移動させることで、前記軸の上部に固定したテーブルを所望の位置に移動するワーク位置決めステージのアームであって、
前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられるものであることを特徴とするワーク位置決めステージ用アーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工部材であるワークを所定位置に位置決めするワーク位置決めステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元座標の任意の位置にワークを位置決めするステージとして最も一般的なものは、図９に示すボールねじを利用したものである。同図のワーク位置決めステージ４０は、第１ボールねじユニット４１、第２ボールねじユニット４２及びテーブル４４からなり、各ボールねじユニットにはモータ４５で回転するねじ軸４３が設けられ、第２ボールねじユニット４２の底面には第１ボールねじユニット４１のねじ軸４３と循環するボールを介して螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられ、第１ボールねじユニット４１のねじ軸４３を回転することで第２ボールねじユニット４２がＸ方向に移動する。テーブル４４の底面には第２ボールねじユニット４２のねじ軸４３と循環するボールを介して螺合する雌ねじ部（図示せず）が設けられ、第２ボールねじユニット４２のねじ軸４３を回転することでテーブル４４がＹ方向に移動する。
【０００３】
また、下記の特許文献１には、中間に回転自在の回転接手を有する２本のアームをテーブルに枢着し、該２本のアームを回動することでテーブルを所定の位置に移動し、位置決めするワーク位置決めステージが開示されている。
【特許文献１】特開平７−２０４９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記図９の一般的な位置決めステージは、高価なボールネジを使用するためにコスト高となる、第２ボールねじユニット４２に取り付けられたモータ４５が配線と共にＸ方向に移動するのでトラブルが起きやすい、バックラッシュが避けられないという問題点がある。
【０００５】
また、上記特許文献１の位置決めステージは、モータを固定できるのでモータが配線と共に移動することがなく、これによるトラブルを生じないというメリットがある。しかしながら、テーブルを移動させるときは、双方のアームをそれぞれの方向、速度で回転させなければならず、また、その方向や速度は回転するにつれて時々刻々変化するので、双方のアームを駆動するモータの制御がきわめて難しいという問題がある。また、回転接手には必ずアソビがあるので、やはり多少のバックラッシュは避けられない。
【０００６】
本発明は、テーブルを移動させるモータを固定できてモータ移動によるトラブルがなく、モータの制御が容易で、バックラッシュの生じないワーク位置決めステージを開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔構成１〕
本発明は、
Ｘ方向に配した第１ガイドレールと、
これに直交するＹ方向に配した第２ガイドレールと、
第１ガイドレールに対してＸ方向に摺動自在に、第２ガイドレールに対してＹ方向に摺動自在に設けた基台と、
該基台から立設した軸と、
該軸の上部に固定したテーブルと、
Ｘ字状に交叉して設けられ、基端部が回動自在に支持されている２本のアームと
該２本のアームを回動する駆動モータとを有し、
前記２本のアームには、各々その長さ方向に配され、内部を前記軸が摺動する長穴が設けられ、前記２本のアームの各長穴の交叉部において前記軸が長穴に挿通しており、
前記２本のアームを回動することで前記テーブルを任意の位置に移動することを特徴とするワーク位置決めステージである。
【０００８】
〔構成２〕
また本発明は、前記構成１のワーク位置決めステージにおいて、前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられていることを特徴とするワーク位置決めステージである。
【０００９】
〔構成３〕
また本発明は、
Ｘ方向に配したガイドレールと、
該ガイドレールに対してＸ方向に摺動自在に設けた基台と、
該基台から立設した軸と、
該軸の上部に固定したテーブルと、
基端部が回動自在に支持されているアームと、
該アームを回動する駆動モータとを有し、
前記アームには、長さ方向に配され、内部を前記軸が摺動する長穴が設けられ、
前記アームを回動することで前記長穴に挿通された軸が長穴内を摺動し、前記テーブルをＸ方向の任意の位置に移動する位置決めステージであって、
前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられていることを特徴とするワーク位置決めステージである。
【００１０】
〔構成４〕
また本発明は、長さ方向に配され、内部を軸が摺動する長穴を有するアームを回動し、前記軸を所望の位置に移動させることで、前記軸の上部に固定したテーブルを所望の位置に移動するワーク位置決めステージのアームであって、
前記長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられるものであることを特徴とするワーク位置決めステージ用アームである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のワーク位置決めステージは、モータが固定されており、配線と共に移動することがないので、これによるトラブルが起きない。また、高価なボールネジを使用せず、安価に製造できる。また、テーブルを任意の位置に移動する場合、２本のアームをそれぞれ所定の角度まで回動すれば良く、回動速度は全く任意であるので、駆動モータの制御がきわめて容易である。
【００１２】
また、アームの長穴内の、軸と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面が内側に向かって付勢され、前記軸に押し付けられるようにすることで、軸は他方の摺接面に密着し、アソビがないことから、バックラッシュがなく、正確にテーブルを位置決めすることができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施例に関する図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は実施例のワーク位置決めステージ１の平面図、図２は位置決めステージ１の軸３とアーム５の関係を示す平面説明図、図３は位置決めステージ１のガイドレール等を示す平面説明図、図４は位置決めステージ１のガイドレール等を示す断面説明図、図５は位置決めステージ１の軸３とアーム５の関係を示す断面説明図、図６は実施例のワーク位置決めステージ１’の要部平面説明図、図７はアーム５の組立説明図、図８はアーム５の要部断面説明図である。
【００１４】
ワーク位置決めステージ１は、函体２、２本のアーム５、軸３、テーブル４、駆動モータ７、第１ガイドレール８、第２ガイドレール１０、基台１２等からなる。図１において、ワーク位置決めステージ１のほとんどの部分は函体２内に格納され、軸３の上端部及び軸３の上部に固定されたテーブル４が函体２の上部に露出している。函体２の上面２ａには開口２ｂが設けられ、この開口２ｂの範囲において軸３が水平方向に移動できる。なお、開口２ｂは軸３に固定され軸３と共に移動する閉塞板１５（図４）により常に閉塞状態となっている。これにより安全が保たれ、函体内部に塵などの異物が侵入しない。
【００１５】
図２、５において、軸３は２本のアーム５、５の回動により水平方向に移動する。２本のアーム５、５はＸ字状に交叉して回動自在に設けられている。各アーム５には、その長さ方向に配され、内部を軸３が摺動する長穴６が設けられ、２本のアーム５、５の各長穴６、６の交叉部において軸３が長穴６に上下方向に挿通している。軸３の位置は２本のアーム５、５のそれぞれの角度によって定まるから、アーム５、５をそれぞれ所定の角度となるまで回動することで、軸３（すなわちテーブル４）を所望の位置に移動することができる。各アーム５は、その基端部が、加圧フランジ２０、クランプブロック２１、ボルト２２により、モータ７の回転軸７ａに固定され、回動自在に支持されている（図５）。モータ７は函体２の底板２ｃにモータホルダ７ｂを介して固定されているので（図５）、アーム５は回動するのみでその他の水平方向、垂直方向に動くことはない。アームの支持は、本実施例のモータの回転軸に限らず、例えば函体に支持させて設けた軸受など、任意の支持部材によって支持することができる。
【００１６】
図３、４において、函体２の底板２ｃには、第２ガイドレールホルダ１１を介して第２ガイドレール１０がＹ方向に向けて固定され、その上にＸ方向に向いた第１ガイドレール８が第２ガイドレール上をＹ方向に摺動するように設けられている。すなわち、上面に第１ガイドレール８を固定した第１ガイドレールホルダ９の底面に固定したスライダ１４が第２ガイドレール１０の上をＹ方向に摺動する。本発明において、Ｘ方向とは任意の一方向を意味し、Ｙ方向はこれに直交する方向である。第１ガイドレール８の上を摺動するように基台１２が設けられている。すなわち、基台１２の底面に固定したスライダ１３が第１ガイドレール８の上をＸ方向に摺動する。これにより、基台１２は第１ガイドレールに対してＸ方向に摺動自在に設けられ、かつ、第２ガイドレールに対してＹ方向に（第１ガイドレールを介して間接的に）摺動自在に設けられ、ＸＹ両方向にきわめて小さな摩擦抵抗で移動できるようになっている。このように、基台は直接ガイドレールを摺動するものである必要はなく、他の部材を介して間接的に摺動するものでもよい。
【００１７】
基台１２の側面にはアングル１６が取り付けられ、第１ガイドレールホルダ９の側面にはフラットバー１８が取り付けられている。また、函体２の内部の所定位置にはセンサ１７、１９が設けられている。基台１２がＸ方向の両端側に移動しすぎた場合、センサ１７がアングル１６の先端を検知し、駆動モータが停止する。また、第１ガイドレールホルダ９がＹ方向に移動しすぎた場合、センサ１９がフラットバー１８を検知し、駆動モータが停止する。これにより、万一誤作動した場合のトラブルを防止できる。誤作動の防止は、制御ソフトにおいて、入力制限を設けるなど、ソフト的に対処することも可能である。
【００１８】
図７、８において、アーム５はアーム本体５ａ、押圧板２７、押さえ板２８などからなる。アーム本体５ａには、その長さ方向に沿って長穴６が設けられている。この長穴６内を軸３が摺動する。アーム本体５ａの一方の長手方向側面には刳り抜き溝２３が形成されている。刳り抜き溝２３の大部分は長穴の内外を貫通しており、両端部のみ貫通していない。刳り抜き溝２３の中には押圧板２７を収納し、これを押さえるように、外側から押さえ板２８をボルト３１でアーム本体５ａに取り付ける。押さえ板２８には３カ所雌ねじ孔を設け、これにプランジャーボディー３０を螺着している。ナット２９はプランジャーボディー３０の緩み止めである。プランジャーボディー３０はボルトの内部に穴をくり抜きその内部にスプリング３３とボール３２を入れ、穴の入口をカシメたもので、ボール３２の一部が穴からスプリングで付勢された状態で露出しているものである。図８に示すように、押圧板２７が背面からボール３２によって付勢されて軸３に押し付けられる。これにより、アーム５の長穴６内の、軸３と摺接する両側の摺接面のうち、一方の摺接面（押圧板２７の軸に押し付けられている面）が内側に向かって付勢され、軸３に押し付けられている。摺接面は、長穴６長手方向の対向する内側面で、軸３が摺接する面ある。なお、この実施例は一例であって、一方の摺接面を内側に向かって付勢する構成は、種々の実施形態をとることができる。例えば、プランジャーボディーを用いずに、押圧板をスプリングやゴムなどの弾性体で直接押圧する構成とすることもできる。
【００１９】
アーム本体５ａの基端部にはモータ軸７ａと嵌合する軸孔２４、クランプブロック２１を収納する周溝２５、ボルト２２を螺合する雌ねじ孔２６が形成されている（図５）。
【００２０】
本発明において、ガイドレールは実施例の態様に限るものではなく、例えば、前記特許文献１に示されるような、各２本の第１、第２ガイドレールを四角形状に配置したものでも良い。
【００２１】
図６に示す実施例のワーク位置決めステージ１’は、ガイドレールレール３４がＸ方向のみに設けられ、軸３がＸ方向のみに移動し、したがって、ワークをＸ方向の任意の位置に位置決めできるものである。基台３５の下側にはスライダ（図示せず）が固定されており、ガイドレール３４に沿って摺動する。基台３５の上面には軸３が立設され、その上部にはテーブル（図示せず）が固定されている。軸３はアーム５の長穴６に挿通し、長穴内を摺動する。アーム５は前記実施例のアーム５と全く同じであり、基端がモータ７のモータ軸７ａに回動自在に支持されていることも同じである。軸３、すなわちテーブルの位置はアーム５の角度によって定まり、したがって、テーブルを所望の位置に移動させるには、アームを所定の角度になるまで回動すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例のワーク位置決めステージ１の平面図である。
【図２】位置決めステージ１の軸３とアーム５の関係を示す平面説明図である。
【図３】位置決めステージ１のガイドレール等を示す平面説明図である。
【図４】位置決めステージ１のガイドレール等を示す断面説明図である。
【図５】位置決めステージ１の軸３とアーム５の関係を示す断面説明図である。
【図６】実施例のワーク位置決めステージ１’の要部平面説明図である。
【図７】アーム５の組立説明図である。
【図８】アーム５の要部断面説明図である。
【図９】従来のワーク位置決めステージの平面説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ワーク位置決めステージ
２  函体
３  軸
４  テーブル
５  アーム
６  長穴
７  駆動モータ
８  第１ガイドレール
９  第１ガイドレールホルダ
１０  第２ガイドレール
１１  第２ガイドレールホルダ
１２  基台
１３  スライダ
１４  スライダ
１５  閉塞板
１６  アングル
１７  センサ
１８  フラットバー
１９  センサ
２０  加圧フランジ
２１  クランプブロック
２２  ボルト
２３  刳り抜き溝
２４  軸孔
２５  周溝
２６  雌ねじ孔
２７  押圧板
２８  押さえ板
２９  ナット
３０  プランジャーボディー
３１  ボルト
３２  ボール
３３  スプリング
３４  ガイドレール
３５  基台
４０  ワーク位置決めステージ
４１  第１ボールねじユニット
４２  第２ボールねじユニット
４３  ねじ軸
４４  テーブル
４５  駆動モータ
【図１】
2006102880.tif 000003
【図２】
2006102880.tif 000004
【図３】
2006102880.tif 000005
【図４】
2006102880.tif 000006
【図５】
2006102880.tif 000007
【図６】
2006102880.tif 000008
【図７】
2006102880.tif 000009
【図８】
2006102880.tif 000010
【図９】
2006102880.tif 000011