(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルを平面内で移動する２次元移動機構であって、テーブルと、このテーブルを平面内で移動可能に案内する案内機構と、前記テーブルに互いに直交するように結合された第１のベルト及び第２のベルトと、前記テーブルが前記第１のベルトの長手方向に移動するように前記第１のベルトを回転駆動すると共に前記第１のベルトが前記第２のベルトの長手方向へ移動するのを許容する第１の駆動機構と、前記テーブルが前記第２のベルトの長手方向に移動するように前記第２のベルトを回転駆動すると共に前記第２のベルトが前記第１のベルトの長手方向へ移動するのを許容する第２の駆動機構と、を備え、
前記第１の駆動機構は、前記第１のベルトの両端に設けられた一対の第１のプーリと、前記第２のベルトの長手方向に対して平行に延ばされ、前記一対の第１のプーリの内、一方の第１のプーリを貫通する第１のスプライン軸と、この第１のスプライン軸を回転駆動する第１の駆動源とを備え、前記一方の第１のプーリは前記第１のスプライン軸の軸線方向に移動可能にされると共に前記第１のスプライン軸によって回転され、
前記第２の駆動機構は、前記第２のベルトの両端に設けられた一対の第２のプーリと、前記第１のベルトの長手方向に対して平行に延ばされ、前記一対の第２のプーリの内、一方の第２のプーリを貫通する第２のスプライン軸と、この第２のスプライン軸を回転駆動する第２の駆動源とを備え、前記一方の第２のプーリは前記第２のスプライン軸の軸線方向に移動可能にされると共に前記第２のスプライン軸によって回転されることを特徴とする２次元移動機構。
【請求項２】
前記案内機構は、前記テーブルが移動可能に案内され、前記第１のベルトの長手方向と平行に延びる一対の第１のガイド軸と、前記テーブルが移動可能に案内され、前記第２のベルトの長手方向と平行に延びる一対の第２のガイド軸と、前記第１のガイド軸の両端に設けられ、前記第１のガイド軸が前記第２のベルトの長手方向に直線運動するのを案内する一対の第１の直動案内装置と、前記第２のガイド軸の両端に設けられ、前記第２のガイド軸が前記第１のベルトの長手方向に直線運動するのを案内する一対の第２の直動案内装置とを備え、一対の前記第１のガイド軸は前記第１のベルトの両側に配置され、一対の前記第２のガイド軸は前記第２のベルトの両側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動機構。
【請求項３】
前記一対の第１のプーリそれぞれは、前記一対の第１の直動案内装置それぞれに前記第２のベルトの長手方向に直線運動するように案内され、
前記一対の第２のプーリそれぞれは、前記一対の第２の直動案内装置それぞれに前記第１のベルトの長手方向に直線運動するように案内されていることを特徴とする請求項２に記載の２次元移動機構。
【請求項４】
前記第１のスプライン軸及び第２のスプライン軸には、軸線方向に延びるボール転走溝が形成され、
前記一方の第１のプーリ及び前記一方の第２のプーリは、該ボール転走溝に対応するボール転走溝を含むボール循環路が形成され、前記第１のスプライン軸及び第２のスプライン軸に対して直線運動自在に組み付けられた外筒と、前記外筒の前記ボール循環路内に配列・収容されて、前スプライン軸に対する前記外筒の直線運動に併せて循環する複数のボールとを有することを特徴とする請求項２に記載の２次元移動機構。
【請求項５】
前記第１及び前記第２のベルトは、前記テーブルの平面上の中心に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動機構。
【請求項６】
前記プーリはタイミングプーリで、前記ベルトはタイミングベルトであることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動機構。
【請求項７】
前記直動案内装置は、転動体転走面を有する軌道軸と、前記転動体転走面に対応する負荷転走面を含む転動体循環路を有して、該軌道軸に相対運動自在に組みつけられたスライド部材と、前記転動体循環路内に配列収容されて、前記軌道軸に対する前記スライド部材の相対運動に併せて循環する複数の転動体と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の２次元移動機構。
【請求項８】
前記テーブルは、平面と直交する方向に位置をずらして上側テーブルと下側テーブルとを有し、前記第１および第２のベルトのうち、一方が前記上側テーブルに結合され、他方が下側テーブルに結合されることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブルを平面内で移動する２次元移動機構に関し、例えばテーブルをＸ（左右）方向とＹ（前後）方向に水平に移動できるＸＹテーブル、テーブルＸ（左右）方向とＺ（上下）方向に移動できるＸＺテーブル等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テーブルを平面内で移動する２次元移動機構として、図１１に示す平面ＸＹテーブルが知られている（特公昭６３−９４７７）。このＸＹテーブルは、テーブル１と、テーブル１を平面内で移動可能に案内する案内機構２と、テーブル１をＸＹ方向それぞれに駆動するＸ駆動機構３及びＹ駆動機構４とを備える。
【０００３】
案内機構２は、ベースプレート５と、ベースプレート５の４隅に設けられた支柱６…と、支柱６…間に架け渡され互いに平行な２本のＸスライダ軸７，７と、支柱６…間に架け渡され互いに平行な２本のＹスライダ軸８，８と、２本のＸスライダ軸７，７それぞれにスライド可能に取り付けられたＸスライダ９，９と、２本のＹスライダ軸８，８それぞれにスライド可能に取り付けられたＹスライダ１０，１０と、Ｘスライダ９，９間に架け渡されたＹガイド軸１１と、Ｙスライダ１０，１０間に架け渡されたＸガイド軸１２とを備える。Ｘガイド軸１２及びＹガイド軸１１は、互いに直交するようにテーブル１を貫通している。
【０００４】
Ｘ駆動機構３は、Ｙモータ１３と、Ｙモータ１３に連結されるＹ駆動軸１４と、Ｙ駆動軸１４に固定される一対のＸベルト伝動装置１５，１５とを備える。Ｘベルト伝動装置１５，１５のＸベルト１６とＸスライダ９とはブラケット１７によって結合されている。また、Ｙ駆動機構４は、Ｘモータ１９と、Ｘモータ１９に連結されるＸ駆動軸２０と、Ｘ駆動軸２０に固定される一対のＹベルト伝動装置２１，２１とを備える。Ｙベルト伝動装置２１，２１のＹベルト２２とＹスライダ１０とはブラケット２３によって結合されている。
【０００５】
Ｙモータ１３が回転駆動すると、Ｙ駆動軸１４が回転し、Ｘベルト１６，１６がその長手方向に移動し、Ｘベルト１６，１６に取り付けられたＸスライダ９，９及びＹガイド軸１１がＸ方向へ移動する。これにより、テーブル１がＸ方向へ移動する。また、Ｘモータ１９が回転駆動すると、Ｘ駆動軸２０が回転し、Ｙベルト２２，２２がその長手方向に移動し、Ｙベルト２２，２２に取り付けられたＹスライダ１０，１０及びＸガイド軸１２がＹ方向へ移動する。これにより、テーブル１がＹ方向へ移動する。
【０００６】
このＸＹテーブルでは、Ｘ方向に延びる一対のＸベルト１６，１６間にＹガイド軸１１が架け渡され、Ｙ駆動軸１４を回転駆動し、Ｙガイド軸１１をＸ方向に移動することでテーブル１をＸ方向に移動する。また、Ｙ方向に延びる一対のＹベルト２２，２２間にＸガイド軸１２が架け渡され、Ｘ駆動軸２０を回転駆動し、Ｘガイド軸１２をＹ方向に移動することでテーブル１をＹ方向に移動する。
【０００７】
しかしながら、従来のＸＹテーブルにあっては、Ｙ駆動軸１４のねじれによって駆動時にベルト伝動装置１５，１５のタンデムプーリ２５，２５間にプーリの回転角の変動が生じ、Ｙモータ１３から遠い位置にあるＸベルト１６の運動が、近い位置にあるＸベルト１６の運動よりも常に遅れる。この遅れはＹベルト２２，２２においても同様に生じる。テーブル１を高加速度で移動させるとＹ駆動軸１４及びＸ駆動軸２０のねじれが大きくなるので、従来のＸＹテーブルではテーブル１を高加速度で移動させることができない。
【０００８】
この問題を解決するために同公報には、図１２に示すように、タンデムプーリ２５，２５間の中央でＹ駆動軸１４又はＸ駆動軸２０を駆動し、ねじれ量を等しくし、これによりタンデムプーリ２５，２５間の回転角の変動を略無くしたＸＹテーブルが記載されている。このＸＹテーブルにおいて中央駆動装置２６，２６は、平行な一対のＸベルト伝動装置１５，１５間及び平行な一対のＹベルト伝動装置２１，２１間の中央に配置されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タンデムプーリ２５，２５間の回転角の変動を無くしたＸＹテーブルにあっては、中央駆動装置２６，２６は、単にタンデムベルト伝動装置（一対のＸベルト伝動装置１５，１５及び一対のＹベルト伝動装置２１，２１）間に駆動力を等しく分配するに過ぎず、事実上ＸＹテーブルの駆動力をタンデムベルト伝動装置間の中心に位置させている。すなわち、駆動力は、Ｘガイド軸１２及びＹガイド軸１１の長手方向の中心に焦点を合わせて、Ｘガイド軸１２及びＹガイド軸１１の長手方向の中心にとどまる。このため、テーブル１がタンデムベルト伝動装置間の中心からずれたときに、駆動力をテーブル１の中心に位置させることができない。したがって、テーブル１が正確にタンデムベルト伝動装置間の中心に位置しないとき、周辺の支持ベアリングにヨーイングのモーメントが発生する。以下これを詳述する。
【００１０】
図１３は、上述のタンデムプーリ２５，２５間の回転角の変動を無くしたＸＹテーブルの模式図を示す。中央駆動装置２６がＸ駆動軸２０を駆動すると、タンデムベルト伝動装置２１，２１が駆動され、Ｘガイド軸１２がＹ方向に移動する。この図に示すように、等分されたＸ駆動軸２０は、トルク（Ｔ）を、ＸＹテーブルの両サイドで力（Ｆ／２）を釣り合わせるトルク（Ｔ／２）に等しく分配する。最終的には合算した力Ｆは両側のタンデムベルト伝動装置２１，２１の中心に位置する。テーブル１が中心の位置から距離Ｄだけずれたとき、近い側にトルクの供給を制限する手段がないので、加速するための力Ｆは常にＸガイド軸１２の中心にかかり、この結果Ｆ・Ｄと等しいヨーイングのモーメントが生ずる。このヨーイングのモーメントが発生するとテーブル１を高加速度で移動させるのが困難になる。
【００１１】
そこで、本発明は、ヨーイング等のモーメントを生じさせることなく、テーブルを高加速度で移動させることができ、この結果より動的な精度を上げることができる２次元移動機構を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、テーブルを駆動するベルトがテーブルの中心に位置するようにし、テーブルがたとえどこの位置にあっても加速力をより効果的にテーブルに集中するようにした。具体的には、本発明は、テーブルを平面内で移動する２次元移動機構であって、テーブルと、このテーブルを平面内で移動可能に案内する案内機構と、前記テーブルに互いに直交するように結合された第１のベルト及び第２のベルトと、前記テーブルが前記第１のベルトの長手方向に移動するように前記第１のベルトを回転駆動すると共に前記第１のベルトが前記第２のベルトの長手方向へ移動するのを許容する第１の駆動機構と、前記テーブルが前記第２のベルトの長手方向に移動するように前記第２のベルトを回転駆動すると共に前記第２のベルトが前記第１のベルトの長手方向へ移動するのを許容する第２の駆動機構と、を備え、前記第１の駆動機構は、前記第１のベルトの両端に設けられた一対の第１のプーリと、前記第２のベルトの長手方向に対して平行に延ばされ、前記一対の第１のプーリの内、一方の第１のプーリを貫通する第１のスプライン軸と、この第１のスプライン軸を回転駆動する第１の駆動源とを備え、前記一方の第１のプーリは前記第１のスプライン軸の軸線方向に移動可能にされると共に前記第１のスプライン軸によって回転され、前記第２の駆動機構は、前記第２のベルトの両端に設けられた一対の第２のプーリと、前記第１のベルトの長手方向に対して平行に延ばされ、前記一対の第２のプーリの内、一方の第２のプーリを貫通する第２のスプライン軸と、この第２のスプライン軸を回転駆動する第２の駆動源とを備え、前記一方の第２のプーリは前記第２のスプライン軸の軸線方向に移動可能にされると共に前記第２のスプライン軸によって回転されることを特徴とする２次元移動機構により、上述した課題を解決した。ここで、ベルトは端の無い環状部材を意味し、例えばタイミングベルト、Ｖベルト、チェーン、ロープ等が含まれる。
【００１４】
この発明によれば、テーブルに結合された第１のベルト及び第２のベルトを駆動してテーブルを移動させているので、テーブルがたとえどこの位置にあっても加速力をより効果的にテーブルに集中することができる。移動荷重（テーブルとテーブルに負荷される荷重）は、あらかじめ据え付けられている移動荷重（案内機構のうちの移動可能な部分の荷重）よりも重い。しかし、この構造はヨーイングのモーメントを生じさせることがなく、テーブルを高加速度で移動させることができ、この結果より動的な精度を上げることができる。
【００１６】
この発明によれば、第１のベルトを回転駆動すると共に第１のベルトを第２のベルトの長手方向へ移動させることができ、また、第２のベルトを回転駆動すると共に第２のベルトを第１のベルトの長手方向へ移動させることができる。また、スプライン軸を使用することで、第１及び第２の駆動機構の構成が複雑になることなく、信頼性が高まる。また、使いやすいように駆動源をＸＹテーブルの角に置いても、巻き掛け伝動装置等を必要とすることなく加速力をテーブルの中央に位置させることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記案内機構は、前記テーブルが移動可能に案内され、前記第１のベルトの長手方向と平行に延びる一対の第１のガイド軸と、前記テーブルが移動可能に案内され、前記第２のベルトの長手方向と平行に延びる一対の第２のガイド軸と、前記第１のガイド軸の両端に設けられ、前記第１のガイド軸が前記第２のベルトの長手方向に直線運動するのを案内する一対の第１の直動案内装置と、前記第２のガイド軸の両端に設けられ、前記第２のガイド軸が前記第１のベルトの長手方向に直線運動するのを案内する一対の第２の直動案内装置とを備え、一対の前記第１のガイド軸は前記第１のベルトの両側に配置され、一対の前記第２のガイド軸は前記第２のベルトの両側に配置されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、一対の前記第１のガイド軸は前記第１のベルトの両側に配置され、一対の前記第２のガイド軸は前記第２のベルトの両側に配置されるので、テーブルを高加速度で移動させてもテーブルをバランスよく案内することができる。
【００１９】
また、本発明は、前記一対の第１のプーリそれぞれは、前記一対の第１の直動案内装置それぞれに前記第２のベルトの長手方向に直線運動するように案内され、前記一対の第２のプーリそれぞれは、前記一対の第２の直動案内装置それぞれに前記第１のベルトの長手方向に直線運動するように案内されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、テーブルの運動と第１のベルト及び第２のベルトとの運動とを一致することができ、テーブルを高加速度で移動させることができる。
【００２１】
また、本発明は、前記第１のスプライン軸及び第２のスプライン軸には、軸線方向に延びるボール転走溝が形成され、前記一方の第１のプーリ及び前記一方の第２のプーリは、該ボール転走溝に対応するボール転走溝を含むボール循環路が形成され、前記スプライン軸に対して直線運動自在に組み付けられた外筒と、前記外筒の前記ボール循環路内に配列・収容されて、前スプライン軸に対する前記外筒の直線運動に併せて循環する複数のボールとを有することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、スプライン軸の軸線方向にプーリを転がり案内でスムーズに移動することができ、この結果テーブルを高加速度で移動することができる。
【００２３】
また、本発明は、前記第１及び前記第２のベルトは、前記テーブルの平面上の中心に結合されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、加速力をより効果的にテーブルの中心に集中することができ、より一層テーブルを高加速度で移動することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記プーリはタイミングプーリで、前記ベルトはタイミングベルトであることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、滑りもなく騒音も少ないタイミングベルトを使うことで、テーブルを高加速度で移動することができる。また、タイミングベルトを使うことでバックラッシュをなくすことができ、位置決め精度を上げることができる。
【００２７】
さらに、本発明は、前記直動案内装置は、転動体転走面を有する軌道軸と、前記転動体転走面に対応する負荷転走面を含む転動体循環路を有して、該軌道軸に相対運動自在に組みつけられたスライド部材と、前記転動体循環路内に配列収容されて、前記軌道軸に対する前記スライド部材の相対運動に併せて循環する複数の転動体と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、直動案内装置の運動を転動体の転がりによりスムーズにすることができ、ガイド軸ひいてはテーブルを高加速度で移動させることができる。
【００２９】
さらに、本発明は、前記テーブルは、前記平面と直交する方向に位置をずらして上側テーブルと下側テーブルとを有し、前記第１および第２のベルトのうち、一方が前記上側テーブルに結合され、他方が下側テーブルに結合されることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、ベルトの取付位置を上下方向にずらしているので、第１および第２のベルトが交差していても互いに干渉するのを防止することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１ないし図４は、本発明の一実施形態における２次元移動機構を示す。この２次元移動機構は、テーブルをＸ（図中左右）方向とＹ（図中上下）方向に移動するＸＹテーブルとして用いられている。図１に示すように、２次元駆動機構は、テーブル３１と、テーブル３１を平面内で移動可能に案内する案内機構３２と、テーブル３１をＸ方向に駆動するＸ駆動機構３３と、テーブル３１をＹ方向に駆動するＹ駆動機構３４とを備える。テーブル３１の平面上の中心には、互いに直交するＸベルト（第１のベルト）３５及びＹベルト（第２のベルト）３６が結合されている。本発明の２次元移動機構は、テーブル３１をこのＸベルト３５及びＹベルト３６によって直接駆動し、テーブル３１がたとえどこの位置にあっても加速力をより効果的にテーブル３１に集中するようにしている。Ｘベルト３５およびＹベルト３６は、環状に形成されたタイミングベルトからなる。
【００３２】
テーブル３１を平面内で移動可能に案内する案内機構は、四角形の枠状に形成されたフレーム３７と、フレーム３７上面のＹ方向の２辺に固定された第１の直動案内装置としてのＹリニアガイド３８，３８と、フレーム３７上面のＸ方向の２辺に固定された第２の直動案内装置としてのＸリニアガイド３９，３９と、Ｙリニアガイド３８，３８間に架け渡された第１のガイド軸としてのＸガイド軸４０，４０と、Ｘリニアガイド３９，３９間に架け渡された第２のガイド軸としてのＹガイド軸４１，４１とを備える。テーブル３１は、一対のＸガイド軸４０，４０にＸ方向に移動可能に案内され、一対のＹガイド軸４０，４０にＹ方向に移動可能に案内されている。
【００３３】
フレーム３７は、押出し加工されたアルミ成形体を正方形の枠を構成するように配置し、正方形の枠の４角をガセット４２…で結合することで形成される。図２に示すように、このフレーム３７は、フレーム取付ブラケット４３上に固定される。
【００３４】
図１及び図２に示すように、Ｘリニアガイド３９，３９及びＹリニアガイド３８，３８それぞれは、細長く延ばされた軌道軸としての軌道レール４４と、軌道レール４４上をスライドする２個のスライド部材４５，４５とを備える。図３に示すように、２個のスライド部材４５，４５は連結プレート４６で連結されている。軌道レール４４及びスライド部材４５，４５の構成については後述する。この連結プレート４６の外側には、プーリ取付プレート４８を介して後述するプーリ５０が取り付けられる。また、連結プレート４６の内側にはテーブル３１の衝突エネルギを吸収する衝撃吸収クッション４９が取り付けられる。
【００３５】
図１に示すように、Ｘベルト３５の長手方向と平行に延びる一対のＸガイド軸４０，４０の両端には、Ｘガイド軸４０，４０がＹ方向に直線運動するのを案内する一対のＹリニアガイド３８，３８が設けられている。また、Ｙベルト３６の長手方向と平行に延びる一対のＹガイド軸４１，４１の両端には、Ｙガイド軸４１，４１がＸ方向に直線運動するのを案内する一対のＹリニアガイド３９，３９が設けられている。また、一対のＸガイド軸４０，４０はＸベルト３５の両側にＹ方向に均等間隔を開けて配置され、一対のＹガイド軸４１，４１はＹベルト３６の両側にＸ方向に均等間隔を開けて配置される。このＸガイド軸４０，４０及びＹガイド軸４１，４１は、中空軸からなり、張力を調整できるように連結プレート４６に取り付けられる。すなわち、図３及び図４に示すように、Ｘガイド軸４０，４０及びＹガイド軸４１，４１の両端は、張力調整ボルト５１，５１、割れブッシュ５２及び張力調整ブラケット５３を介して連結プレート４６に取り付けられる。Ｘガイド軸４０，４０及びＹガイド軸４１，４１の張力は、張力調整ボルト５１，５１で調整される。
【００３６】
図１に示すように、第１の駆動機構としてのＸ駆動機構３３は、Ｘベルト３５の両端に設けられた一対のＸプーリ５０ａ，５０ｂと、Ｙ方向に延ばされた第１のスプライン軸としてのＹスプライン軸５５と、Ｙスプライン軸５５を回転駆動する第１の駆動源としてのステッピングモータ等のＹモータ５６とを備える。Ｙスプライン軸５５は、一対のＸプーリ５０ａ，５０ｂの内、一方のＸプーリ５０ｂを貫通する。一方のＸプーリ５０ｂは、Ｙスプライン軸５５の軸線方向に移動可能にされると共にＹスプライン軸５５によって回転される。
【００３７】
第２の駆動機構としてのＹ駆動機構３４は、Ｙベルト３６の両端に設けられた一対のＹプーリ５７ａ，５７ｂと、Ｘ方向に延ばされた第２のスプライン軸としてのＸスプライン軸５８と、Ｘスプライン軸５８を回転駆動する第２の駆動源としてのステッピングモータ等のＸモータ５９とを備える。Ｘスプライン軸５８は、一対のＹプーリ５７ａ，５７ｂの内、一方のＹプーリ５７ｂを貫通する。一方のＹプーリ５７ｂはＸスプライン軸５８の軸線方向に移動可能にされると共にＸスプライン軸５８によって回転される。
【００３８】
Ｘ駆動機構３３は、テーブル３１がＸベルト３５の長手方向（Ｘ方向）に移動するようにＸベルト３５を回転駆動すると共にＸベルト３５がＹベルト３６の長手方向（Ｙ方向）へ移動するのを許容する。また、Ｙ駆動機構３４は、テーブル３１がＹベルト３６の長手方向に移動するようにＹベルト３６を回転駆動すると共にＹベルト３６がＸベルト３５の長手方向へ移動するのを許容する。
【００３９】
Ｘスプライン軸５８及びＹスプライン軸５５は、その両端が支持ブラケット６０…にラジアルベアリングを介して回転可能に支持されている。支持ブラケット６０は、フレーム３７の角に取り付けられている。
【００４０】
図１及び図３に示すように、一対のＸプーリ５０ａ，５０ｂ及び一対のＹプーリ５７ａ，５７ｂは、タイミングプーリからなり、連結プレート４６の側面に取り付けられたプーリ取付けプレート４８…に取り付けられる。そして、Ｘプーリ５０ａ，５０ｂ及びＹプーリ５７ａ，５７ｂは、プーリ取付けプレート４８…にラジアルベアリングを介して回転可能に支持されている。Ｘプーリ５０ａ，５０ｂそれぞれは、Ｙリニアガイド３８，３８それぞれにＹ方向に直線運動するように案内され、Ｙプーリ５７ａ，５７ｂそれぞれは、Ｘリニアガイド３９，３９それぞれにＸ方向に直線運動するように案内されている。また、Ｘプーリ５０ｂ及びＹプーリ５７ｂは、外筒６１と歯車６２とを組み合わせて構成される。
【００４１】
図１，図２及び図４に示すように、テーブル３１は、ＸＹ平面と直交する方向（Ｚ方向）に位置をずらして上側テーブル３１ａと下側テーブル３１ｂとを有する。上側テーブル３１ａと下側テーブル３１ｂとはテーブル３１の４角に設けたブッシュハウジング６３…で連結されている。一対のＸガイド軸４０，４０及び一対のＹガイド軸４１，４１は、このブッシュハウジング６３…を貫通している。Ｘガイド軸４０，４０およびＹガイド軸４１，４１がブッシュハウジング６３…を貫通している部分にはボールブッシュ６４…が設けられ、Ｘガイド軸４０，４０およびＹガイド軸４１，４１に対するテーブル３１のスムーズな移動を可能にしている。
【００４２】
図４に示すように、Ｙベルト３６は、ベルト取付プレート６５，６５によってその上端側が上側テーブル３１ａの下面に留められる。また、Ｘベルト３５は、ベルト取付プレート（図示せず）によってその下端側が下側テーブル３１ｂの上面に留められる。そして、環状のＸベルト３５の上側は環状のＹベルト３６の間を通過している。
【００４３】
図５及び図６は、リニアガイド３８，３９を構成する軌道レール４４及びスライド部材４５を示す。リニアガイド３８，３９は、フレーム３７上に配設されると共に長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝４４ａ…が形成された軌道レール４４（軌道軸）と、軌道レール４４のボール転走溝４４ａ…に対応する負荷転走面としての負荷転走溝４５ａを含むボール循環路６８（転動体循環路）が形成されて該軌道レール４４に相対運動自在に組みつけられたスライド部材４５と、該ボール循環路６８内に配列・収容されて、軌道レール４４に対するスライド部材４５の相対運動に併せて循環する転動体としての複数のボール６９…とを備える。ボール６９…の無限循環に伴い、テーブル３１を支持したスライド部材４５が軌道レール４４に沿って直線運動する。各ボール６９は、保持部材７０によって回転・摺動自在に保持されている。なお、転動体にはローラが用いられることもある。
【００４４】
軌道レール４４は、細長く延ばされ、断面略四角形状をなす。軌道レール４４の上面および左右両側面には、長手方向の全長にわたってボール６９…が転がる際の軌道になるボール転走溝４４ａが形成される。ボール転走溝４４ａの本数は左右で２条ずつ合計４条設けられている。
【００４５】
スライド部材４５は、ブロック本体７１とその両端に配置される一対の側蓋７２とをボルトで相互に組み合わせて概略構成される。ブロック本体７１には、ボール転走溝４４ａにそれぞれ対向する４条の負荷転走溝４５ａが設けられている。負荷転走溝４５ａ及びボール転走溝４４ａの組み合わせにより、軌道レール４４とスライド部材４５との間に４条の負荷転走路αが形成される。さらに、移動体には、各負荷転走路αと平行して延びる４本の戻し通路βと、各戻し通路βと負荷転走路αとを結ぶ方向転換路γとが設けられている。負荷転走路α及び戻し通路βと、それらを結ぶ一対の方向転換路γとの組み合わせによって１つのボール循環路６８が構成される。
【００４６】
図７及び図８は、Ｘスプライン軸５８と外筒６１を示す。ここでは、Ｘスプライン軸５８について説明するが、Ｙスプライン軸５５も同一の構成である。Ｘスプライン軸５８には、軸線方向に延びる例えば６条のボール転走溝５５ａ…が形成される。Ｘスプライン軸５８に対して直線運動自在に組み付けられた外筒６１は、ボール転走溝５５ａ…に対応するボール転走溝６１ａを含むボール循環路７５が形成された外筒本体６１ａと、ボール循環路７５内に配列・収納され、Ｘスプライン軸５８に対する外筒６１の相対的な直線運動に併せて循環する複数のボール７６…と、外筒本体６１ａに一体に組み込まれ、複数のボール７６…を整列・保持する保持器７７とを備える。外筒本体６１ａの内周面には、ボール７６…の軌道となり、軸線方向に延びるボール転走溝６１ａが形成されている。外筒本体６１ａに形成したボール転走溝６１ａとＸスプライン軸５８に形成したボール転走溝５５ａとの間で負荷転走路αが形成される。負荷転走路αの隣には荷重から開放されたボール７６…が循環する無負荷戻し通路βが形成されている。Ｘスプライン軸５８に対して外筒６１を相対的に直線移動すると、ボール７６…は、負荷転走路αで荷重を受けながら転走する。そして、ボール７６…は、負荷転走路αの隣に設けた無負荷戻し通路βで戻され、サーキット状の循環路を無限循環する。
【００４７】
図９及び図１０は、Ｘガイド軸４０またはＹガイド軸４１とボールブッシュ６４を示す。ボールブッシュ６４は、Ｘガイド軸４０またはＹガイド軸４１に組み合わされ、Ｘガイド軸４０またはＹガイド軸４１に対して相対的に直線運動する。このボールブッシュ６４は、ボール循環路を有する外筒８０と、ボール循環路内に配列収納され、Ｘガイド軸４０またはＹガイド軸４１に対する外筒８０の相対的な直線運動に併せて循環する複数のボール８１…と、外筒８０内に一体に組み込まれ、複数のボール８１…をＸガイド軸４０またはＹガイド軸４１の軸線方向に整列・保持する保持器８２とを備える。ボールブッシュ６４がＸガイド軸４０またはＹガイド軸４１に対して相対的な直線運動をすると、ボール８１…はＸガイド軸４０またはＹガイド軸４１の表面と外筒８０との間の負荷転走路を含むボール循環路を循環する。
【００４８】
図１に示すように、Ｙモータ５６を駆動すると、Ｙスプライン軸５５が回転し、これに伴ないＸベルト３５が回転駆動し、Ｘベルト３５に結合されたテーブル３１がＸ方向に移動する。このとき、テーブル３１に結合されたＹベルト３６もＸリニアガイド３９に案内されながらＸ方向に移動する。また、Ｘモータ５９を駆動すると、Ｘスプライン軸５８が回転し、これに伴ないＹベルト３６が回転駆動し、Ｙベルト３６に固定されたテーブル３１がＹ方向に移動する。このとき、テーブル３１に固定されたＸベルトもＹリニアガイドに案内されながらＹ方向に移動する。このようにして、テーブルがＸＹ方向に移動する。本発明によれば、テーブルに直接結合されたＸベルト３５及びＹベルト３６を駆動してテーブル３１を移動させているので、テーブル３１がたとえどこの位置にあっても加速力をより効果的にテーブル３１の中心に集中することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、テーブルに結合された第１のベルト及び第２のベルトを駆動してテーブルを移動させているので、テーブルがたとえどこの位置にあっても加速力をより効果的にテーブルに集中することができる。この構造は、ヨーイングのモーメントを生じさせることがなく、テーブルを高加速度で移動させることができ、この結果より動的な精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の２次元移動機構を示す平面図。
【図２】上記２次元移動機構の側面図。
【図３】第１のIII部拡大図。
【図４】図３の側面図。
【図５】リニアガイドを示す斜視図（一部断面を含む）。
【図６】リニアガイドの側面図（一部案内レールの長手方向の断面図を含む）。
【図７】ＸまたはＹスプライン軸と外筒を示す斜視図（一部断面図を含む）。
【図８】上記ＸまたはＹスプライン軸と外筒を示す側面図（一部スプライン軸の軸線方向の断面図を含む）。
【図９】ＸまたはＹガイド軸とボールブッシュを示す斜視図（一部断面を含む）。
【図１０】ボールブッシュの側面図（一部軸線方向の断面を含む）。
【図１１】従来の２次元移動機構を示す斜視図。
【図１２】従来の２次元移動機構を示す斜視図。
【図１３】従来の２次元移動機構の模式図。
【符号の説明】
３１  テーブル
３１ｂ  下側テーブル
３１ａ  上側テーブル
３２  案内機構
３３  Ｘ駆動機構（第１の駆動機構）
３４  Ｙ駆動機構（第２の駆動機構）
３５  Ｘベルト（第１のベルト）
３６  Ｙベルト（第２のベルト）
３７  フレーム
３８，３８  Ｙリニアガイド（第１の直動案内装置）
３９，３９  Ｘリニアガイド（第２の直動案内装置）
４０，４０  Ｘガイド軸（第１のガイド軸）
４１，４１  Ｙガイド軸（第２のガイド軸）
４４ａ  ボール転走溝
４４  軌道レール（軌道軸）
４５，４５  スライド部材
４５ａ  負荷転走溝
５０ａ，５０ｂ  Ｘプーリ（第１のプーリ）
５５  Ｙスプライン軸（第１のスプライン軸）
５５ａ  ボール転走溝
５６  Ｙモータ（第１の駆動源）
５７ａ，５７ｂ  Ｙプーリ（第２のプーリ）
５８  Ｘスプライン軸（第２のスプライン軸）
５９  Ｘモータ（第２の駆動源）
６１ａ  ボール転走溝
６１  外筒
６８  ボール循環路（転動体循環路）
６９  ボール（転動体）
７５  ボール循環路
７６  ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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