(57)【要約】      （修正有）【課題】作動抵抗が少なく、薄形で大ストロークでありながら、全作動領域にわたって安定動作が可能なテーブル装置を提供する。【解決手段】上軌道部材３と下軌道部材４との間に保持部材１３に保持された多数個のボール１１を介装した平面軸受において、磁力で吸引力を有する永久磁石１４を用いた構造により、非接触で平面軸受に予圧を付加することができるので、薄形で大ストロークを可能にし、ボール１１によるころがり軸受との併用によって作動抵抗も小さくなると共に、全域ストロークにわたって動作が安定するテーブル装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面が上下に対向して配置された２個の軌道部材と、上軌道部材と下軌道部材の間に保持部材に保持された多数個のボールを介装して、上軌道部材と下軌道部材を平面上で相対的に自由運動可能とした平面軸受において、
一方の軌道部材側に永久磁石を配置し、両軌道部材が接触しない状態で、他方の軌道部材を磁力により吸引することにより予圧をかけることを特徴とした平面軸受。
【請求項２】
予圧手段である永久磁石が軸受の中央部にあることを特徴とした請求項１に記載の平面軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道面が平面であり、ＸＹの２次元方向に移動自在である平面軸受により構成されたＸＹテーブル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステージを直交する方向に移動可能に構成した、いわゆるＸＹテーブルにおいては、通常は、左右一対の直動案内軸受により一方向に移動可能に構成した一軸移動機構の２組を、その移動方向が直交するように上下に積み重ねて組み合わせることにより、上述した移動を可能に構成している。更に、これに回転機構を組み合わせることによりＸＹ移動と回転を可能とすることもできる。
【０００３】
しかし、このような構成では、テーブルの厚さが厚くなってしまう、テーブル機構の占有スペースが大きい、組立て工数がかかる、組立精度を確保するのが比較的難しいといった問題があった。
【０００４】
この部分の改善の先行技術としては特許文献１に開示されているものがあり、これは、平行な平面を有する二部材間に介在する一枚の平板に少なくとも３個以上の透孔を設け、各透孔にボールを保持しボールのころがり移動によって弾性変形する弾性部材をそれぞれ保持させ、前記平板および弾性部材をボールの直径よりも薄く形成すると共に、平板を前記二部材との間に間隙が形成された状態で二部材の一方に保持させた平面軸受装置である。
【０００５】
この平面軸受装置は、移動台を支持する軸受がボールと保持器とからなる平面軸受のみであり、直交するＸＹ方向と回転方向であるθ方向の３方向に移動できるので、移動可能な方向の数に比較すると、厚さの非常に薄いテーブル装置を得ることができるとともに、ころがり軸受であるので摩擦抵抗が少なく、且つ滑らかに移動することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭６２−２４１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この先行技術では平面軸受の予圧手段として弾性部材であるばねを用いているが、弾性部材を用いた接触式では大きなストロークに対応困難であり、更には高さ方向に厚くなってしまうという問題がある。
【０００８】
通常、転動体と軌道面により平面軸受を構成する場合、予圧（荷重）を加えて転動体と軌道面のすきまを無くした状態で使用するが、これは、すきまがあると転動体の回転振動が大きいこと、軸受としての剛性が弱くなるために軸受振動や異音が大きくなること等の理由による。したがって、平面軸受により構成されるテーブル装置を安定的に動作させるためには何らかの予圧手段が必要であるが、ばねなどの弾性部材を用いた場合には、弾性部材の弾性限界によりテーブルのストロークが制限されると共に、弾性部材の弾性変形量により予圧荷重が変化してしまうという問題もある。
【０００９】
本発明は、作動抵抗が少なく、薄形で大ストロークでありながら、全作動領域にわたって安定動作が可能な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】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するために、平面が上下に対向して配置された２個の軌道部材と、上軌道部材と下軌道部材の間に保持部材に保持された多数個のボールを介装して、上軌道部材と下軌道部材を平面上で相対的に自由運動可能とした平面軸受において、一方の軌道部材側に永久磁石を配置し、両軌道部材が接触しない状態で、他方の軌道部材を磁力により吸引することにより予圧をかけることを特徴としている。
【００１１】
これにより、ＸＹの２次元方向に移動自在である平面軸受において、全ストローク範囲で安定した予圧をかけることができ、予圧手段がストロークを制限することがないので、大ストロークでありながら、全作動領域にわたって安定動作が可能である。更に、予圧手段は非接触であると共に、ボールによる転がり軸受で構成されているので作動抵抗が非常に小さい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁力で吸引力を有する永久磁石を用いた構造により、非接触で平面軸受に予圧を付加することができるので、薄形で大ストロークを可能にし、更には作動抵抗も小さくなると共に、全域ストロークにわたって動作が安定するテーブル装置を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第1の実施形態におけるテーブル装置の断面図である。
【図２】図１の構成をＸ−Ｘ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】図１の平面軸受部の詳細図である。
【図４】図１のテーブル装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は第1の実施形態を示すテーブル装置の断面図、図２は図１の構成をＸ−Ｘ線で切断して矢印方向に見た図、図３は平面軸受部の詳細図、図４はテーブル装置の平面図である。本テーブル装置８は、平面が上下に対向して配置された上軌道板３および下軌道板４と、上軌道板３と下軌道板４の間に保持器１３に保持された多数個のボール１１を介装して、上軌道板３と下軌道板４を平面上で相対的に自由運動可能とした平面軸受を構成し、下軌道板４は基台１に固定され、図示しない駆動装置により上軌道板３の上部に設置した移動台２を任意の方向に移動して位置決めするものである。
【００１５】
ここで、上記した平面軸受は、下軌道板４の中央部に永久磁石を配置し、上軌道部３と下軌道板４が接触しない状態で、上軌道板を磁力により吸引することにより予圧をかけた平面軸受である。
【００１６】
このように構成されたテーブル装置８の移動台２は、上述したように、図示しない駆動装置によって駆動され、上軌道板３と下軌道板４および保持器１３とボール１１により構成される平面軸受により、平面内を任意の方向に移動可能となっている。さらに、回転方向であるθ方向にも移動可能となっている。
【００１７】
平面軸受の内部構造は、図２及び図３に示すように、多数個の保持孔を有するリング状の保持器１３と、保持孔に保持された負荷用のボール１１から構成されており、ボール１１は等間隔に配置されている。更に、保持器１３は、等間隔４箇所に案内ボール１２を配設することにより、軌道面１５，１６の略中央に位置し且つ平面内を２点鎖線で示す様に自在に移動することができる。これにより、保持器１３は、軌道面に接触すること無く安定した移動が可能であり、ボール１２の転がり抵抗は小さいので円滑に動作することができる。
【００１８】
下軌道板４の中央部には、外周と背面がバックヨーク１７に被われて磁気回路を形成した永久磁石１４が配置されており、鉄系材の上軌道板３（移動側）に対して微小隙間を維持して近接させて、磁気による吸引力が発生する構成になっている。永久磁石１４の対向する面は精密加工された軸受軌道面であり、高精度な軸受用ボール１２により隙間は維持されているために、移動台２が移動しても永久磁石１４と軌道面の微小隙間はほとんど変化しないので、磁気による予圧荷重の変化は極めて少ない。また、移動台２が移動しても、予圧が作用する方向は常に軌道面に対して垂直方向である。さらに、微小隙間により予圧を加えることができるので、非常に薄形であるテーブル装置とすることができる。
【００１９】
本実施例では永久磁石１４を固定側である軌道面１６側に配置しており、これにより、移動側の質量が軽減されることにより、高速な動作を可能にしている。また、永久磁石１４を移動側である軌道面１５の中央部に設けることも可能であり、この場合には、予圧の荷重点が常に移動台の中心であることにより、ストローク移動に対して全域で非常に安定した予圧を得る事が可能となる。
【００２０】
軌道面の外周には、保持器１３およびボール１１，１２の飛び出し防止を目的としたストッパリング５を備えているが、これには軌道面に必要なグリスを保持する機能も併せて持たせている。
また、このストッパリング５の上下の対向面に凸凹を形成してラビリンスシール機構を付加することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の平面軸受は、ＸＹテーブル装置等に好適に適用できる。
【符号の説明】
【００２２】
1     基台
2     移動台
3     上軌道板
4     下軌道板
5     ストッパリング
6     ボルト
7     取付用ねじ
8     テーブル装置
11    ボール（負荷用）
12    ボール（保持器案内用）
13    保持器
14    永久磁石
15    軌道面（移動側）
16    軌道面（固定側）
17    バックヨーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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