JP3128709B2 - 非接触型移動テーブル - Google Patents

非接触型移動テーブル

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JP3128709B2
JP3128709B2 JP04227975A JP22797592A JP3128709B2 JP 3128709 B2 JP3128709 B2 JP 3128709B2 JP 04227975 A JP04227975 A JP 04227975A JP 22797592 A JP22797592 A JP 22797592A JP 3128709 B2 JP3128709 B2 JP 3128709B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非接触型移動テーブルに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非接触型1軸移動テーブルとし
て、図23及び図24に示す圧縮エアー方式と、図25
に示す圧縮エアー・磁気併用方式とが知られている。
【0003】図23の圧縮エアー方式は、上下及び左右
の4面にガイド面80a、80b、80c、80dを有
するガイドテーブル80と、ガイド面80a、80b、
80c、80dに数μmの間隔(エアーギャップ)を保
つ移動面81a、81b、81c、81dを有する移動
テーブル81とから成り、移動テーブル81の移動面8
1a乃至81dよりガイドテーブル80のガイド面80
a乃至80dに圧縮エアー82を吹き付けて移動テーブ
ル81をガイドテーブル80より浮かせて非接触型1軸
移動テーブルとしている。そこで、移動テーブル81に
紙面に垂直な方向より外力を加えると、移動テーブル8
1は非接触で紙面に垂直な1軸方向に移動することがで
きる。
【0004】図24の圧縮エアー方式は、ガイド部8
5、86を有するガイドテーブル87と移動テーブル8
8とから成っている。ガイド部85は上下左面にガイド
面85a、、85b、85cを有し、ガイド部86は上
下右面にガイド面86a、86b、86cを有する。移
動テーブル88は、前記ガイド面85a、、85b、8
5c及び86a、86b、86cに数μの隙間を保つ移
動面88a、88b、88c、88d、88eを有す
る。そして、移動テーブル88の移動面88a乃至88
eよりガイドテーブル87のガイド面85a、、85
b、85c及び86a、86b、86cに圧縮エアー8
9を吹き付けて移動テーブル88を浮かせて非接触型1
軸移動テーブルとしている。そこで、移動テーブル88
に紙面に垂直な方向より外力を加えると、移動テーブル
88は非接触で紙面に垂直な1軸方向に移動することが
できる。
【0005】図25の圧縮エアー・磁気併用方式は、図
24の方式における下方部の軸受部を改良したもので、
移動テーブル88の下面に永久磁石90、91を設け、
ガイドテーブル87にも前記永久磁石90、91と吸引
する磁極を有する永久磁石92、93を設けたものであ
る。そこで、移動テーブル88よりガイドテーブル87
のガイド面に圧縮エア89を吹き付けると、水平方向は
圧縮エアどうしで反発し合い水平方向の剛性が得られ、
垂直方向は圧縮エアと永久磁石(90、91と92、9
3)の吸引力により反発し合い垂直方向の剛性が得ら
れ、非接触型1軸移動テーブルと成る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、上下
方向の圧縮剛性及び引張剛性を得るには、図23の場合
はガイド面80a、移動面81aとガイド面80b、移
動面81bの上下2面、図24の場合はガイド面85
a、移動面88aとガイド面86a、移動面88a,ガ
イド面85b、移動面88bとガイド面86b、移動面
88dの上下4面、図25の場合はガイド面85a、移
動面88aとガイド面86a、移動面88aと永久磁石
90、92と永久磁石91、93の上下4面を圧縮エア
ーで拘束するか、圧縮エアーと永久磁石で拘束してい
る。また1軸移動テーブルを構成するためには、前記し
た上下方向の圧縮剛性及び引張剛性の他に、左右方向の
圧縮剛性及び引張剛性を得るための左右2面(図23の
場合はガイド面80c、移動面81cとガイド面80
d、移動面81d、図24及び図25の場合はガイド面
85c、移動面88dとガイド面86c、移動面88
e)を圧縮エアーで拘束する必要があるので、少なくと
も上下左右の4面の軸受面を必要とする。また2軸移動
テーブルであるXYテーブルを構成する場合には、前記
1軸移動テーブルを2組用い、移動テーブルが直交する
ように重ね合わせる手段を採る必要がある。
【0007】前記したように、従来技術は軸受面の数が
多く、また非常に小さい数μmのエアーギャップを保持
するようにする必要があるので、高加工精度を必要とす
ると共に、組立調整が非常に困難でありコスト高にな
る。また軸受面の数が多いことにより、移動テーブルが
大型化、重量化及び複雑化し、この点からもコスト高に
なる。またエアーギャップが非常に小さいことにより、
熱膨張の影響が大きく使用する材料が限定される。
【0008】本発明の目的は、構造が簡単で軸受面が少
なく、小型化、軽量化及びコスト低減並びに使用材料の
範囲が広い非接触型移動テーブルを提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1の手段は、X軸ガイドテーブルと、このX軸ガイ
ドテーブル上に載置されたX軸移動テーブルと、このX
軸移動テーブル上に載置されたY軸移動テーブルとを備
え、前記X軸ガイドテーブルは、上面及び奥側面にX軸
ガイド面を有し、前記X軸移動テーブルは、前記X軸ガ
イド面にそれぞれ対応したX軸移動面を有するX軸移動
部と、前記一方の上面のX軸ガイド面に垂直でY軸方向
に平行な平面より成るY軸ガイド面を有するY軸ガイド
部とから成り、またX軸移動部の上面は水平面より成る
Y軸ガイド面と成っており、前記Y軸移動テーブルは、
前記Y軸ガイド面に対応した面にY軸移動面を有するY
軸移動部から成り、前記移動面又は前記ガイド面の何れ
か一方には、該一方の面より他方の面に向けて圧縮エア
ーを供給するエアー供給穴と、前記移動面又は前記ガイ
ド面の何れか一方より真空吸引する真空吸引穴とが設け
られ、前記X軸移動テーブルのY軸ガイド部のY軸ガイ
ド面と反対側面にX軸ボイスコイルモータのコイル部を
固定し、X軸ボイスコイルモータの磁石部をX軸モータ
台に固定し、またY軸移動テーブルのY軸方向に垂直な
面にY軸ボイスコイルモータのコイル部を固定し、Y軸
ボイスコイルモータの磁石部をY軸モータ台に固定した
ことを特徴とする。上記目的を達成するための第2の手
段は、ガイドテーブルと、このガイドテーブル上に載置
されたXY軸ガイドテーブル及びXY軸移動テーブルと
を備え、前記ガイドテーブルは、上面をXY軸ガイド面
に、奥側面又は垂直に上方に伸びて設けてた部分をX軸
ガイド面とするガイドテーブルと、前記XY軸ガイドテ
ーブルは、前記XY軸ガイド面、前記X軸ガイド面にそ
れぞれ対応したX軸移動面を有するX軸移動部と、前記
XY軸ガイド面に垂直でY軸方向に平行な平面より成る
Y軸ガイド面を有するY軸ガイド部とから成り、前記X
Y軸移動テーブルは、前記XY軸ガイド面、前記Y軸ガ
イド面にそれぞれ対応したY軸移動面を有するY軸移動
部とX軸方向に垂直なX軸モータ取付部と、Y軸方向に
垂直なY軸モータ取付部とから成り、前記移動面又は前
記ガイド面の何れか一方には、該一方の面より他方の面
に向けて圧縮エアーを供給するエアー供給穴と、前記移
動面又は前記ガイド面の何れか一方より真空吸引する真
空吸引穴とが設けられ、前記XY軸移動テーブルのX軸
モータ取付部にX軸ボイスコイルモータのコイル部を固
定し、前記X軸ボイスコイルモータの磁石部をガイドテ
ーブルに固定し、また前記Y軸モータ取付部にY軸ボイ
スコイルモータのコイル部を固定し、前記Y軸ボイスコ
イルモータの磁石部にY軸モータ台に固定したことを特
徴とする。上記目的を達成するための第3の手段は、ガ
イドテーブルと、このガイドテーブルに載置されたX軸
移動テーブル、Y軸移動テーブル及びXY軸移動テーブ
ルとを備え、前記ガイドテーブルは、上面が平面より成
るXY軸ガイド面と、側面が垂直でX軸方向に平行なX
軸ガイド面と、側面が垂直でY軸方向に平行なY軸ガイ
ド面とを有し、前記X軸移動テーブルは、前記XY軸ガ
イド面、前記X軸ガイド面にそれぞれ対応したX軸移動
面を有するX軸移動部と、前記XY軸ガイド面に垂直で
Y軸方向に平行な平面より成るY軸ガイド面を有するY
軸ガイド部とから成り、前記Y軸移動テーブルは、前記
XY軸ガイド面、前記Y軸ガイド面にそれぞれ対応した
Y軸移動面を有するY軸移動部と、前記XY軸ガイド面
に垂直でX軸方向に平行な平面より成るX軸ガイド面を
有するX軸ガイド部とから成り、前記XY軸移動テーブ
ルは、前記Y軸ガイド部のY軸ガイド面、前記X軸ガイ
ド部のX軸ガイド面、前記ガイドテーブルのXY軸ガイ
ド面にそれぞれ対応したY軸移動面、X軸移動面、XY
軸移動面を有し、前記移動面又は前記ガイド面の何れか
一方には、該一方の面より他方の面に向けて圧縮エアー
を供給するエアー供給穴と、前記移動面又は前記ガイド
面の何れか一方より真空吸引する真空吸引穴とが設けら
れ、前記X軸移動テーブルのY軸ガイド部にX軸ボイス
コイルモータのコイル部を固定し、前記X軸ボイスコイ
ルモータの磁石部をガイドテーブルに固定し、また前記
Y軸移動テーブルのX軸ガイド部にY軸ボイスコイルモ
ータのコイル部を固定し、前記Y軸ボイスコイルモータ
の磁石部を前記ガイドテーブルに固定したことを特徴と
する。上記目的を達成するための第4の手段は、前記第
3の手段において、前記ガイドテーブルのX軸ガイド
面、Y軸ガイド面に代え、ガイドテーブルに垂直で上方
に突出したXY軸ガイド部を設け、このXY軸ガイド部
に、X軸方向に平行なX軸ガイド面と、Y軸方向に平行
なY軸ガイド面を設けたことを特徴とする。
【0010】
【作用】エアー供給穴より供給する圧縮エアーにより、
移動テーブルはガイドテーブルのガイド面より浮き上が
る。この時、移動テーブルは、移動テーブルの重量と圧
縮エアの供給圧力によってバランスを採っている。しか
し、移動テーブルは、空中に浮かんだ状態で拘束力がな
く、非常に不安定である。そこで、真空吸引穴より真空
圧を供給すると、ガイドテーブルのガイド面と移動テー
ブルの移動面との隙間が少なくなり、ガイド面及び移動
面に垂直な方向からの圧縮力及び引張力に耐えられるよ
うになり、平面移動剛性軸受が得られる。そこで、移動
テーブルにガイド面及び移動面に平行な方向から外力を
加えると、移動テーブルはその加えられた外力の方向に
軽く移動する。このように、ガイド面と移動面との1対
の1面で圧縮及び引張剛性を有する非接触剛性軸受を構
成し、非接触移動テーブルが得られる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の基本構成の一実施例を図1乃
至図7により説明する。図7に示すように、ガイドテー
ブル1の上面はガイド面1aとなっており、このガイド
面1a上には移動テーブル2が載置されている。移動テ
ーブル2の下面は移動面2aとなっており、この移動面
2aには、図1に示すように、外周部にエアー供給溝2
bが設けられ、エアー供給溝2bに対応した部分には、
図3に示すように側面2cから内部に向けてエアー通路
穴2eが設けられ、このエアー通路穴2eに連通するよ
うに側面2dにエアー通路穴2fが設けられ、これらの
エアー通路穴2e、2fの側面2c、2dは側は栓3で
密閉されている。そして、図1、図2、図4に示すよう
に、エアー供給溝2bとエアー通路穴2e、2fが連通
するようにエアー供給溝2bの各辺にはエアー供給穴2
gが設けられている。前記エアー供給溝2bの内側部分
には、多数の真空吸引穴2hが設けられている。そし
て、真空吸引穴2hに連通するように側面2cよりエア
ー通路穴2iが設けられ、またエアー通路穴2iに連通
するように側面2jにはエアー通路穴2kが設けられ、
これらエアー通路穴2i、2kの側面2c、2j側は栓
4で密閉されている。またエアー通路穴2kに連通する
ように側面2cにはエアー通路穴2pが設けられてい
る。また移動テーブル2には、エアー通路穴2e、2f
にエアを供給するエアー供給パイプ5と、エアー通路穴
2p、2k、2i、2hより真空吸引するエアー吸引パ
イプ6が接続されている。
【0012】前記エアー供給パイプ5及びエアー吸引パ
イプ6には、図8に示すように、それぞれホース10、
11が接続され、ホース10には流量自動調節部12、
圧力計13を介してエアーコンプレッサ14が接続さ
れ、ホース11には真空ポンプ又はベンチュリ形真空発
生機15及び真空圧センサ16が接続されている。ここ
で、ホース10、11のエアー供給パイプ5、エアー吸
引パイプ6側の部分は、移動テーブル2への抵抗を少な
くするために柔軟性のあるものを用いるのが良い。そし
て、エアーコンプレッサ14及び真空ポンプ15は制御
部17によって制御され、また流量自動調節部12の流
量は、真空圧センサ16の真空度によって制御部17よ
り制御されるようになっている。
【0013】次に作用について説明する。エアー供給パ
イプ5に圧縮エアを供給すると、この圧縮エアは、エア
ー通路穴2e、2fを通ってエアー供給穴2gよりエア
ー供給溝2bに供給する。これにより、移動テーブル2
はガイドテーブル1のガイド面1aより浮き上がる。こ
の時、移動テーブル2は、移動テーブル2の重量と圧縮
エアの供給圧力によってバランスを採っている。しか
し、移動テーブル2は、空中に浮かんだ状態で拘束力が
なく、非常に不安定である。そこで、エアー吸引パイプ
6より真空吸引を行なうと、この真空吸引力は、エアー
通路穴2p、2k、2iを通して真空吸引穴2hよりガ
イドテーブル1のガイド面1aと移動テーブル2の移動
面2a間のエアの吸引を行なう。これにより、ガイドテ
ーブル1のガイド面1aと移動テーブル2の移動面2a
との隙間が少なくなり、移動テーブル2の上方(ガイド
面1a、移動面2aに垂直な方向)からの圧縮力及び引
張力に耐えられるようになり、平面移動剛性軸受が得ら
れる。そこで、移動テーブル2に横方向(ガイド面1
a、移動面2aに平行な方向)から外力を加えると、移
動テーブル2はその加えられた外力の方向に軽く移動す
る。この場合、移動テーブル2は数gの力で移動させる
ことができる。
【0014】このように、ガイド面1aと移動面2aと
の1対の1面で圧縮及び引張剛性を有する非接触剛性軸
受を構成し、非接触平面移動テーブルが得られる。また
対の面でエア供給及びエア吸引を行なうので、エアの自
己循環性があり、エアが他部に殆ど漏れなくクリーンで
ある。
【0015】図9はエアー供給パイプ5に供給するエア
ー流量に従ってエアー吸引パイプ6より吸引する真空圧
を高めた場合における引張剛性と圧縮剛性を実験によっ
て求めた結果を示す。例えばエアー流量を2.5L/m
inとし、その時の真空圧を−65cmHgとすると、
引張剛性は約8Kgf/μmとなり、圧縮剛性は約24
Kgf/μmとなった。ここで、移動テーブル2に搭載
する物の重量によって圧縮剛性をどの程度にするかは実
験によって設定する必要がある。
【0016】次に応用例について説明する。図10は1
軸移動テーブルを構成した第1実施例を示す。ガイドテ
ーブル20の上面及びこの上面に垂直な側面はガイド面
20a、20bとなっており、移動テーブル21はガイ
ド面20a、20bに対応して移動部22、23を有す
る。そして、移動部22、23はそれぞれ図1乃至図6
に示す移動テーブル2と同じ構成よりなるエア供給手段
及びエア吸引手段が形成されている。即ち、ガイドテー
ブル20のガイド面20aと移動部22の移動面22a
は、ガイドテーブル1のガイド面1aと移動テーブル2
の移動面2aと同じ構成より成る剛性軸受をなし、ガイ
ドテーブル20のガイド面20bと移動部23の移動面
23aは、ガイドテーブル1のガイド面1aと移動テー
ブル2の移動面2aと同じ構成より成る剛性軸受となっ
ている。
【0017】従って、移動部22は、前記実施例と同様
に、上下方向(ガイド面20a、移動面22aに垂直な
方向)からの圧縮力及び引張力に耐える剛性軸受とな
り、移動部23も前記実施例と同じように、左右方向
(ガイド面20b、移動面23aに垂直な方向)からの
圧縮力及び引張力に耐える剛性軸受となる。即ち、移動
テーブル21は、上下方向及び左右方向(ガイド面20
aと移動面22a及びガイド面20bと移動面23aに
垂直な方向)が拘束され、紙面に垂直な方向(ガイド面
20a、20b、移動面22a、23aに平行な方向)
のみに非接触で移動することができる。
【0018】このように、移動部22、23を直角に組
み合わせ、直角なガイド面20a、20bを有するガイ
ドテーブル20に載置することにより、ガイド面20a
と移動面22a及びガイド面20bと移動面23aの2
対の2面より成る少ない軸受面で非接触剛性軸受を構成
し、1軸移動テーブルが得られる。また軸受面の数が少
ないことにより、移動テーブル2が軽量化できると共
に、コストの低減が図れる。また直角な2面で軸受を構
成するので、熱膨張による影響が少なく、ガイドテーブ
ル1及び移動テーブル2の使用材料の範囲が広い。更に
エアギャップを高精度に管理する必要がないので、組立
調整及び加工が容易である。
【0019】図11は前記第1実施例の変形例である1
軸移動テーブルの第2実施例を示す。本実施例は、前記
第1実施例におけるガイドテーブル20の側面であるガ
イド面20bに代え、ガイドテーブル20の上面より上
方に伸びたガイド部25を設け、このガイド部25に垂
直なガイド面25aを設けて成る。従って、移動テーブ
ル22の移動部23も上方に伸び、この移動部23に垂
直な移動面23aを設けて成る。このように構成しても
前記実施例と同様の効果が得られる。
【0020】図12は本発明の2軸移動テーブルの第1
実施例を示す。X軸ガイドテーブル30の上面及び奥側
面はX軸ガイド面30a、30bとなっており、X軸ガ
イド面30a、30bは図10のガイドテーブル20の
上面及び側面のガイド面20a、20bに相当する。X
軸ガイドテーブル30上にはX軸移動テーブル31が載
置されており、X軸移動テーブル31はX軸ガイド面3
0a、30bにそれぞれ対応したX軸移動面32a、3
3aを有するX軸移動部32、33と、X軸ガイド面3
0aに垂直でY軸方向に平行な平面より成るY軸ガイド
面34aを有するY軸ガイド部34とから成っている。
またX軸移動部32の上面は水平面より成るY軸ガイド
面32bと成っている。そして、X軸移動面32a、3
3aは図10の移動テーブル21の下面及び側面の移動
面22a、23aに相当する。即ち、X軸ガイドテーブ
ル30とX軸移動テーブル31とでX軸テーブルを構成
している。X軸移動テーブル31上にはY軸移動テーブ
ル35が載置されており、前記Y軸ガイド面32b、3
4aに対応した面にY軸移動面36a、37aを有する
Y軸移動部36、37から成っている。即ち、X軸移動
テーブル31のY軸ガイド面32b、34aはそれぞれ
図11のガイドテーブル20のガイド面20a、25a
に相当し、Y軸移動テーブル35のY軸移動面36a、
37aは図11の移動テーブル21の移動面22a、2
3aに相当し、X軸移動テーブル31とY軸移動テーブ
ル35とでY軸テーブルを構成している。
【0021】従って、X軸移動テーブル31は、X軸ガ
イドテーブル30のX軸ガイド面30bとX軸移動テー
ブル31のX軸移動面33aとでY軸方向(X軸ガイド
面30bとX軸移動面33aの面に垂直な方向)の移動
が拘束されているので、X軸ガイドテーブル30のX軸
ガイド面30bに沿ってX軸方向のみに移動可能であ
る。またY軸移動テーブル35は、X軸移動テーブル3
1に対し、X軸移動テーブル31のY軸ガイド面34a
とY軸移動テーブル35のY軸移動面37aとでY軸方
向(Y軸ガイド面34aとY軸移動面37aの面に垂直
な方向)の移動が拘束されているので、前記のようにX
軸移動テーブル31がX軸方向に移動させられると、Y
軸移動テーブル35も共にX軸方向に移動する。またY
軸移動テーブル35は、前記したようにY軸ガイド面3
4aとY軸移動面37aとでY軸方向の移動が拘束され
ているので、Y軸方向のみに移動可能である。従って、
X軸移動テーブル31のX軸方向の移動とY軸移動テー
ブル35とのY軸方向の移動の組み合わせにより、Y軸
移動テーブル35をXY軸方向の任意の位置に移動させ
ることができる。即ち、図10と図11の移動テーブル
21を2組組み合わせることにより、X軸ガイド面30
aとX軸移動面32a、X軸ガイド面30bとX軸移動
面33a、Y軸ガイド面32bとY軸移動面36a、Y
軸ガイド面34aとY軸移動面37aの4対の4面で非
接触剛性軸受を構成し、2軸移動テーブルが得られる。
【0022】前記X軸移動テーブル31のY軸ガイド部
34のY軸ガイド面34aと反対側面にX軸ボイスコイ
ルモータ40のコイル部40aを固定し、X軸ボイスコ
イルモータ40の磁石部40bをX軸モータ台41に固
定する。またY軸移動テーブル35のY軸方向に垂直な
面にY軸ボイスコイルモータ42のコイル部42aを固
定し、Y軸ボイスコイルモータ42の磁石部42bをY
軸モータ台43に固定する。これにより、X軸移動テー
ブル31はX軸ボイスコイルモータ40によってX軸方
向に移動させられ、Y軸移動テーブル35はY軸ボイス
コイルモータ42によってY軸方向に移動させられ、X
軸移動テーブル31及びY軸移動テーブル35の移動を
自動制御できる。前記したように、コイル部42aはY
軸移動テーブル35に固定され、Y軸移動テーブル35
がX軸方向に移動すると共に移動するが、磁石部42b
はY軸モータ台43に固定されて移動しないので、磁石
部42bのコイル部42a内に配設された部分42cと
コイル部42a間には、X軸方向にY軸移動テーブル3
5が移動できる範囲の間隔が設けられている。
【0023】図13は2軸移動テーブルの第2実施例
で、前記第1実施例の変形例を示す。ガイドテーブル4
5は、上面がXY軸ガイド面45aに、奥側面がX軸ガ
イド面45bに成っている。ガイドテーブル45上には
XY軸ガイドテーブル46が載置されており、XY軸ガ
イドテーブル46は、XY軸ガイド面45a、X軸ガイ
ド面45bにそれぞれ対応したX軸移動面47a、48
aを有するX軸移動部47、48と、XY軸ガイド面4
5aに垂直でY軸方向に平行な平面より成るY軸ガイド
面49aを有するY軸ガイド部49とから成っている。
またガイドテーブル45上にはXY軸移動テーブル50
が載置されており、XY軸移動テーブル50は、XY軸
ガイド面45a、Y軸ガイド面49aにそれぞれ対応し
たY軸移動面51a、52aを有するY軸移動部51、
52とX軸方向に垂直なX軸モータ取付部53と、Y軸
方向に垂直なY軸モータ取付部54とから成っている。
そして、XY軸ガイド面45a、X軸ガイド面45bは
図12のX軸ガイドテーブル30のX軸ガイド面30
a、30bに相当し、X軸移動面47a、48aは図1
2のX軸移動テーブル31のX軸移動面32a、33a
に相当する。即ち、ガイドテーブル45とXY軸ガイド
テーブル46とでX軸テーブルを構成している。またX
Y軸ガイド面45a、Y軸ガイド面49aは図12のX
軸移動テーブル31のY軸ガイド面32b、34aに相
当し、Y軸移動面51a、52aは図12のY軸移動面
36a、37aに相当する。即ち、ガイドテーブル45
とXY軸ガイドテーブル46のY軸ガイド部49とXY
軸移動テーブル50とでY軸テーブルを構成している。
【0024】従って、XY軸ガイドテーブル46は、ガ
イドテーブル45のX軸ガイド面45bとXY軸ガイド
テーブル46のX軸移動面48aとでY軸方向(X軸ガ
イド面45bとX軸移動面48aの面に垂直な方向)が
拘束されているので、ガイドテーブル45のX軸ガイド
面45bに沿ってX軸方向のみに移動可能である。また
XY軸移動テーブル50は、XY軸ガイドテーブル46
のY軸ガイド面49aとXY軸移動テーブル50のY軸
移動面52aとでX軸方向(Y軸ガイド面49aとY軸
移動面52aの面に垂直な方向)が拘束されているの
で、前記のようにXY軸ガイドテーブル46をX軸方向
に移動させると、XY軸移動テーブル50はXY軸ガイ
ドテーブル46と共にX軸方向のみに移動する。そこ
で、逆にXY軸移動テーブル50をX軸方向に移動させ
てもXY軸ガイドテーブル46はXY軸移動テーブル5
0と共に移動する。またXY軸移動テーブル50は、前
記したようにX軸方向はXY軸ガイドテーブル46と共
に移動可能であるので、XY軸移動テーブル50をY軸
方向に移動させると、XY軸移動テーブル50はY軸方
向のみに移動可能である。従って、XY軸移動テーブル
50のX軸方向の移動とXY軸移動テーブル50のY軸
方向の移動の組み合わせ、又はXY軸ガイドテーブル4
6のX軸方向の移動とXY軸移動テーブル50のY軸方
向の組み合わせにより、XY軸移動テーブル50をXY
軸方向の任意の位置に移動させることができる。即ち、
前記実施例の場合と同様に、4面で非接触の2軸移動テ
ーブルであるXYテーブルを構成することができる。
【0025】そこで、XY軸移動テーブル50のX軸モ
ータ取付部53にX軸ボイスコイルモータ40のコイル
部40aを固定し、X軸ボイスコイルモータ40の磁石
部40bをガイドテーブル45に固定し、またY軸モー
タ取付部54にY軸ボイスコイルモータ42のコイル部
42aを固定し、Y軸ボイスコイルモータ42の磁石部
42bにY軸モータ台43に固定すると、図12の場合
と同様にXY軸移動テーブル50をXY軸方向の任意の
位置に自動制御できる。なお、上記実施例はXY軸移動
テーブル50をX軸ボイスコイルモータ40でX軸方向
に移動させるようにしたが、XY軸ガイドテーブル46
をX軸ボイスコイルモータ40でX軸方向に移動させて
もよい。
【0026】図14は2軸移動テーブルの第3実施例
で、前記第2実施例の変形例を示す。なお、図13と同
じ又は相当部材には同一符号を付して説明する。前記第
2実施例におけるガイドテーブル45とXY軸移動テー
ブル46とで構成するX軸テーブルは、図10の構成よ
り成っている。本実施例は、ガイドテーブル45に垂直
で上方に伸びたX軸ガイド部55にX軸方向に平行なX
軸ガイド面55aを設けて成る。従って、XY軸ガイド
テーブル46のX軸移動部48も垂直に上方に伸び、こ
のX軸移動部48にX軸方向に平行なX軸移動面48a
を設けて成る。即ち、ガイドテーブル45とXY軸移動
テーブル46とで構成するX軸テーブルは、図11の構
成より成っている。このように構成しても前記実施例と
同様な作用を有する。
【0027】図15は2軸移動テーブルの第4実施例を
示す。ガイドテーブル60は、上面が平面より成るXY
軸ガイド面60aと、側面が垂直でX軸方向に平行なX
軸ガイド面60bと、側面が垂直でY軸方向に平行なY
軸ガイド面60cとを有する。ガイドテーブル60上に
はX軸移動テーブル61が載置されており、X軸移動テ
ーブル61は、XY軸ガイド面60a、X軸ガイド面6
0bにそれぞれ対応したX軸移動面62a、63aを有
するX軸移動部62、63と、XY軸ガイド面60aに
垂直でY軸方向に平行な平面より成るY軸ガイド面64
aを有するY軸ガイド部64とから成っている。またガ
イドテーブル60上にはY軸移動テーブル65が載置さ
れており、Y軸移動テーブル65は、XY軸ガイド面6
0a、Y軸ガイド面60cにそれぞれ対応したY軸移動
面66a、67aを有するY軸移動部66、67と、X
Y軸ガイド面60aに垂直でX軸方向に平行な平面より
成るX軸ガイド面68aを有するX軸ガイド部68とか
ら成っている。更にガイドテーブル60上には、Y軸ガ
イド部64のY軸ガイド面64a、X軸ガイド部68の
X軸ガイド面68a、ガイドテーブル60のXY軸ガイ
ド面60aにそれぞれ対応したY軸移動面69a、X軸
移動面69b、XY軸移動面69cを有するXY軸移動
テーブル69が載置されている。
【0028】そして、XY軸ガイド面60a、X軸ガイ
ド面60bは図12のX軸ガイドテーブル30のX軸ガ
イド面30a、30bに相当し、X軸移動面62a、6
3aは図12のX軸移動テーブル31のX軸移動面32
a、33aに相当する。またXY軸ガイド面60a、Y
軸ガイド面60cとY軸移動面66a、67aとの関係
は、前記XY軸ガイド面60a、X軸ガイド面60bと
X軸移動面62a、63aとの関係と同じで、軸がY軸
方向に変わったのみである。従って、X軸移動テーブル
61は、ガイドテーブル60のX軸ガイド面60bとX
軸移動テーブル61のX軸移動面63aとでY軸方向
(X軸ガイド面60bとX軸移動面63aの面に垂直な
方向)の移動が拘束されているので、ガイドテーブル6
0のX軸ガイド面60bに沿ってX軸方向のみに移動可
能である。同様に、Y軸移動テーブル65は、ガイドテ
ーブル60のY軸ガイド面60cとY軸移動テーブル6
5のY軸移動面67aとでX軸方向(Y軸ガイド面60
cとY軸移動面67aの面に垂直な方向)の移動が拘束
されているので、ガイドテーブル60のY軸ガイド面6
0cに沿ってY軸方向のみに移動可能である。またXY
軸ガイド面60a、X軸ガイド面68aは図12のX軸
移動テーブル31のY軸ガイド面32b、34aに相当
し、XY軸移動面69c、X軸移動面69bは図12の
Y軸移動部36、37のY軸移動面36a、37aに相
当し、XY軸ガイド面60a、Y軸ガイド面64aとX
Y軸移動面69c、Y軸移動面69aとの関係は、前記
XY軸ガイド面60a、X軸ガイド面68aとXY軸移
動面69c、X軸移動面69bとの関係と同じで、軸が
Y軸方向に変わったのみである。従って、XY軸移動テ
ーブル69は、Y軸移動テーブル65のX軸ガイド面6
8aとXY軸移動テーブル69のX軸移動面69bとで
Y軸方向(X軸ガイド面68aとX軸移動面69bの面
に垂直な方向)の移動が拘束されているので、X軸移動
テーブル61がX軸方向に移動すると、XY軸移動テー
ブル69はX軸移動テーブル61と共にY軸移動テーブ
ル65のX軸ガイド面68aに沿ってX軸方向に移動す
る。また同様に、XY軸移動テーブル69は、X軸移動
テーブル61のY軸ガイド面64aとXY軸移動テーブ
ル69のY軸移動面69aとでX軸方向(Y軸ガイド面
64aとY軸移動面69aの面に垂直な方向)の移動が
拘束されているので、Y軸移動テーブル65がY軸方向
に移動すると、XY軸移動テーブル69はY軸移動テー
ブル65と共にX軸移動テーブル61のY軸ガイド面6
4aに沿ってY軸方向に移動する。従って、X軸移動テ
ーブル61のX軸方向の移動とY軸移動テーブル65の
移動の組み合わせにより、XY軸移動テーブル69をX
Y軸方向の任意の位置に移動させることができる。
【0029】このように、XY軸ガイド面60aとX軸
移動面62a、X軸ガイド面60bとX軸移動面63a
の2対の2面でX軸移動テーブルを構成し、XY軸ガイ
ド面60aとY軸移動面66a、Y軸ガイド面60cと
Y軸移動面67aの2対の2面でY軸移動テーブルを構
し、Y軸ガイド面64aとY軸移動面69aとX軸ガ
イド面68aとX軸移動面69bとXY軸ガイド面60
cとXY軸移動面69cの3対の3面でXY移動テーブ
ルを構成する。即ち、7面で非接触の2軸移動テーブル
であるXYテーブルを構成する。
【0030】そこで、X軸移動テーブル61のY軸ガイ
ド部64にX軸ボイスコイルモータ40のコイル部40
aを固定し、X軸ボイスコイルモータ40の磁石部40
bをガイドテーブル60に固定し、またY軸移動テーブ
ル65のX軸ガイド部68にY軸ボイスコイルモータ4
2のコイル部42aを固定し、Y軸ボイスコイルモータ
42の磁石部42bをガイドテーブル60に固定する
と、XY軸移動テーブル69をXY軸方向の任意の位置
に自動制御できる。
【0031】図16は図15の変形例である第5実施例
を示す。なお、図15と同じ又は相当部材には同一符号
を付して説明する。本実施例は、前記第4実施例におけ
るガイドテーブル60のX軸ガイド面60b、Y軸ガイ
ド面60cに代え、ガイドテーブル60に垂直で上方に
突出したXY軸ガイド部70を設け、このXY軸ガイド
部70に、X軸方向に平行なX軸ガイド面70aと、Y
軸方向に平行なY軸ガイド面70bを設けて成る。従っ
て、X軸移動テーブル61のX軸移動部63も垂直に上
方に伸び、Y軸移動テーブル65のY軸移動部67も垂
直に上方に伸び、X軸移動部63にX軸方向に平行なX
軸移動面63aを設け、Y軸移動部67にY軸方向に平
行なY軸移動面67aを設けて成る。このように構成し
ても前記実施例と同様な作用を有する。
【0032】図17は本発明の第6実施例を示す。本実
施例は図12に適用した例を示し、Y軸移動テーブル3
5は箱型と成っている。図12において、X軸ボイスコ
イルモータ40及びY軸ボイスコイルモータ42がオフ
になった時、X軸移動テーブル31及びY軸移動テーブ
ル35は、X軸ボイスコイルモータ40及びY軸ボイス
コイルモータ42による拘束力が無くなり軸方向に動き
易くなる。これを防止するため、Y軸移動テーブル35
をクランプするように、支柱75にエアシリンダ76を
設けたものである。なお、図13及び図14の場合に
は、XY軸移動テーブル50とXYガイドテーブル46
をクランプするようにし、図15及び16の場合はXY
軸移動テーブル69とX軸移動テーブル61とY軸移動
テーブル65をクランプするようにする。
【0033】図18乃至図20は本発明の基本構成の他
の実施例を示す。図1乃至図7においては、移動テーブ
ル2の下面の移動面2aの外周部にエアー供給溝2bを
設け、このエアー供給溝2bの部分にエアー供給穴2g
を設け、更にエアー供給溝2bの内側部分に多数の真空
吸引穴2hを設けている。本実施例は、前記実施例と逆
に、移動面2aの外周部に多数の真空吸引穴2hを設
け、これらの真空吸引穴2hの内側部分にエアー供給溝
2bを設け、このエアー供給溝2bの部分にエアー供給
穴2gを設けて成る。即ち、真空吸引穴2hに連通する
ように側面2c、2jよりそれぞれエアー通路穴2m、
2nが設けられ、これらエアー通路穴2m、2nは、側
面2c側の1個のエアー通路穴2mを残して側面2c、
2j側は栓4で密閉されている。そして、前記密閉され
ていないエアー通路穴2mにはエアー吸引パイプ6が接
続されている。またエアー供給穴2gに連通するよう
に、側面2c、2jにはエアー通路穴2o、2pが設け
られ、エアー通路穴2pの側面2jは栓3で密閉され、
エアー通路穴2oにはエアー供給パイプ5が接続されて
いる。このように移動テーブル2を構成しても同様の効
果が得られる。
【0034】図21及び22は本発明の基本構成の更に
他の実施例を示す。本実施例においては、移動面2aに
は、複数個のエアー供給穴2g及び真空吸引穴2hがそ
れぞれ横1列でかつエアー供給穴2g列と真空吸引穴2
h列は交互に設けられている。即ち、エアー供給穴2g
に連通するように側面2jよりエアー通路穴2qが設け
られ、エアー通路穴2qに連通するように側面2cより
エアー通路穴2rが設けられている。そして、エアー通
路穴2qの側面2j側は栓3で密閉され、エアー通路穴
2rにはエアー供給パイプ5が接続されている。また真
空吸引穴2hに連通するように側面2dよりエアー通路
穴2sが設けられ、エアー通路穴2sに連通するように
側面2cよりエアー通路穴2tが設けられている。そし
て、エアー通路穴2sの側面2d側は栓4で密閉され、
エアー通路穴2tにはエアー供給パイプ5が接続されて
いる。このように移動テーブル2を構成しても同様の効
果が得られる。なお、本実施例においては、エアー供給
穴2g及び真空吸引穴2hはそれぞれ横1列ではなく、
縦1列に設けてもよい。
【0035】なお、上記した1軸移動テーブル及び2軸
移動テーブルの各実施例における移動部の組み合わせ
は、直角なガイド面と直角な移動面より成るが、直角で
はなくある角度を持っても良い。また上記各実施例にお
いては、エアー供給溝2b、エアー供給穴2g及び真空
吸引穴2hは、移動面2aに設けたが、これらはガイド
面1aに設けてもよい。またエアー供給溝2b、エアー
供給穴2gを移動面2a又はガイド面1aの何れか一方
の面に設け、真空吸引穴2hを他方の面に設けもよい。
また図1乃至図6、図18乃至図20においては、エア
ー供給溝2bを設けたが、エアー供給溝2bは設けな
く、このエアー供給溝2bの部分に多数のエアー供給穴
2gのみを設けてもよい。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、構造が簡単で軸受面が
少なく、小型化、軽量化及びコスト低減並びに使用材料
の範囲が広い非接触型の2軸移動テーブルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に成る非接触型移動テーブルの基本構成
の一実施例を示す移動テーブルの移動面の平面図であ
る。
【図2】図1の上方の側面より見た側面図である。
【図3】図2のAーA線断面図である。
【図4】図1のBーB線断面図である。
【図5】図1のCーC線断面図である。
【図6】図1のDーD線断面図で、90度時計方向に回
転して図示したものである。
【図7】本発明に成る非接触型平面移動テーブルの一実
施例を示す説明図である。
【図8】移動テーブルへの圧縮エアー供給及びエアー吸
引装置のブロック図である。
【図9】エアー流量及び真空圧と圧縮剛性及び引張剛性
の関係を示す図である。
【図10】本発明に成る非接触型1軸移動テーブルの一
実施例を示す説明図である。
【図11】本発明に成る非接触型1軸移動テーブルの他
の実施例を示す説明図である。
【図12】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
1実施例を示す説明図である。
【図13】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
2実施例を示す説明図である。
【図14】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
3実施例を示す説明図である。
【図15】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
4実施例を示す説明図である。
【図16】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
5実施例を示す説明図である。
【図17】本発明に成る非接触型2軸移動テーブルの第
6実施例を示す説明図である。
【図18】本発明に成る非接触型移動テーブルの基本構
成の他の実施例を示す移動テーブルの移動面の平面図で
ある。
【図19】図18のEーE線断面図である。
【図20】図18のFーF線断面図で、90度時計方向
に回転して図示したものである。
【図21】本発明に成る非接触型移動テーブルの基本構
成の更に他の実施例を示す移動テーブルの移動面の平面
図である。
【図22】図21の下方の側面より見た側面図である。
【図23】従来の非接触型1軸移動テーブルの第1例を
示す説明図である。
【図24】従来の非接触型1軸移動テーブルの第2例を
示す説明図である。
【図25】従来の非接触型1軸移動テーブルの第3例を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 ガイドテーブル 1a ガイド面 2 移動テーブル 2a 移動面 2b エアー供給溝 2g エアー供給穴 2h 真空吸引穴 20 ガイドテーブル 20a、20b ガイド面、 21 移動テーブル 22、23 移動部 22a、23a 移動面 25 ガイド部 25a ガイド面 30 X軸ガイドテーブル 30a、30b X軸ガイド面 31 X軸移動テーブル 32、33、X軸移動部 32a、33a X軸移動面 32b Y軸ガイド面 34 Y軸ガイド部 34a Y軸ガイド面 35 Y軸移動テーブル 36、37 Y軸移動部 36a、37a Y軸移動面 45 ガイドテーブル 45a XY軸ガイド面 45b X軸ガイド面 46 XY軸ガイドテーブル 47、48 X軸移動部 47a、48a X軸移動面 49 Y軸ガイド部 49a Y軸ガイド面 50 XY軸移動テーブル 51、52 Y軸移動部 51a、52a Y軸移動面 55 X軸ガイド部 55a X軸ガイド面 60 ガイドテーブル 60a XY軸ガイド面 60b X軸ガイド面 60c Y軸ガイド面 61 X軸移動テーブル 62、63 X軸移動部 62a、63a X軸移動面 64 Y軸ガイド部 64a Y軸ガイド面 65 Y軸移動テーブル 66、67 Y軸移動部 66a、67a Y軸移動面 68 X軸ガイド部 68a X軸ガイド面 69 XY軸移動テーブル 69a Y軸移動面 69b X軸移動面 70 XY軸ガイド部 70a X軸ガイド面 70b Y軸ガイド面
フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭62−1126(JP,B2) 特公 昭63−54606(JP,B2) 特公 昭39−16956(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65G 7/06 B23Q 1/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X軸ガイドテーブルと、このX軸ガイド
    テーブル上に載置されたX軸移動テーブルと、このX軸
    移動テーブル上に載置されたY軸移動テーブルとを備
    え、前記X軸ガイドテーブルは、上面及び奥側面にX軸
    ガイド面を有し、前記X軸移動テーブルは、前記X軸ガ
    イド面にそれぞれ対応したX軸移動面を有するX軸移動
    部と、前記一方の上面のX軸ガイド面に垂直でY軸方向
    に平行な平面より成るY軸ガイド面を有するY軸ガイド
    部とから成り、またX軸移動部の上面は水平面より成る
    Y軸ガイド面と成っており、前記Y軸移動テーブルは、
    前記Y軸ガイド面に対応した面にY軸移動面を有するY
    軸移動部から成り、前記移動面又は前記ガイド面の何れ
    か一方には、該一方の面より他方の面に向けて圧縮エア
    ーを供給するエアー供給穴と、前記移動面又は前記ガイ
    ド面の何れか一方より真空吸引する真空吸引穴とが設け
    られ、前記X軸移動テーブルのY軸ガイド部のY軸ガイ
    ド面と反対側面にX軸ボイスコイルモータのコイル部を
    固定し、X軸ボイスコイルモータの磁石部をX軸モータ
    台に固定し、またY軸移動テーブルのY軸方向に垂直な
    面にY軸ボイスコイルモータのコイル部を固定し、Y軸
    ボイスコイルモータの磁石部をY軸モータ台に固定した
    ことを特徴とする非接触型移動テーブル。
  2. 【請求項2】 ガイドテーブルと、このガイドテーブル
    上に載置されたXY軸ガイドテーブル及びXY軸移動テ
    ーブルとを備え、前記ガイドテーブルは、上面をXY軸
    ガイド面に、奥側面又は垂直に上方に伸びて設けてた部
    分をX軸ガイド面とするガイドテーブルと、前記XY軸
    ガイドテーブルは、前記XY軸ガイド面、前記X軸ガイ
    ド面にそれぞれ対応したX軸移動面を有するX軸移動部
    と、前記XY軸ガイド面に垂直でY軸方向に平行な平面
    より成るY軸ガイド面を有するY軸ガイド部とから成
    り、前記XY軸移動テーブルは、前記XY軸ガイド面、
    前記Y軸ガイド面にそれぞれ対応したY軸移動面を有す
    るY軸移動部とX軸方向に垂直なX軸モータ取付部と、
    Y軸方向に垂直なY軸モータ取付部とから成り、前記移
    動面又は前記ガイド面の何れか一方には、該一方の面よ
    り他方の面に向けて圧縮エアーを供給するエアー供給穴
    と、前記移動面又は前記ガイド面の何れか一方より真空
    吸引する真空吸引穴とが設けられ、前記XY軸移動テー
    ブルのX軸モータ取付部にX軸ボイスコイルモータのコ
    イル部を固定し、前記X軸ボイスコイルモータの磁石部
    をガイドテーブルに固定し、また前記Y軸モータ取付部
    にY軸ボイスコイルモータのコイル部を固定し、前記Y
    軸ボイスコイルモータの磁石部にY軸モータ台に固定し
    たことを特徴とする非接触型移動テーブル。
  3. 【請求項3】 ガイドテーブルと、このガイドテーブル
    に載置されたX軸移動テーブル、Y軸移動テーブル及び
    XY軸移動テーブルとを備え、前記ガイドテーブルは、
    上面が平面より成るXY軸ガイド面と、側面が垂直でX
    軸方向に平行なX軸ガイド面と、側面が垂直でY軸方向
    に平行なY軸ガイド面とを有し、前記X軸移動テーブル
    は、前記XY軸ガイド面、前記X軸ガイド面にそれぞれ
    対応したX軸移動面を有するX軸移動部と、前記XY軸
    ガイド面に垂直でY軸方向に平行な平面より成るY軸ガ
    イド面を有するY軸ガイド部とから成り、前記Y軸移動
    テーブルは、前記XY軸ガイド面、前記Y軸ガイド面に
    それぞれ対応したY軸移動面を有するY軸移動部と、前
    記XY軸ガイド面に垂直でX軸方向に平行な平面より成
    るX軸ガイド面を有するX軸ガイド部とから成り、前記
    XY軸移動テーブルは、前記Y軸ガイド部のY軸ガイド
    面、前記X軸ガイド部のX軸ガイド面、前記ガイドテー
    ブルのXY軸ガイド面にそれぞれ対応したY軸移動面、
    X軸移動面、XY軸移動面を有し、前記移動面又は前記
    ガイド面の何れか一方には、該一方の面より他方の面に
    向けて圧縮エアーを供給するエアー供給穴と、前記移動
    面又は前記ガイド面の何れか一方より真空吸引する真空
    吸引穴とが設けられ、前記X軸移動テーブルのY軸ガイ
    ド部にX軸ボイスコイルモータのコイル部を固定し、前
    記X軸ボイスコイルモータの磁石部をガイドテーブルに
    固定し、また前記Y軸移動テーブルのX軸ガイド部にY
    軸ボイスコイルモータのコイル部を固定し、前記Y軸ボ
    イスコイルモータの磁石部を前記ガイドテーブルに固定
    したことを特徴とする非接触型移動テーブル。
  4. 【請求項4】 前記ガイドテーブルのX軸ガイド面、Y
    軸ガイド面に代え、ガイドテーブルに垂直で上方に突出
    したXY軸ガイド部を設け、このXY軸ガイド部に、X
    軸方向に平行なX軸ガイド面と、Y軸方向に平行なY軸
    ガイド面を設けたことを特徴とする請求項3記載の非接
    触型移動テーブル。
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