ＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法
【課題】分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、予圧荷重を推定し調整することができるＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法を提供する。
【解決手段】転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されている。
【解決手段】転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置，工作機械，各種検査装置及び摩擦攪拌接合装置等において、ワークやツールを移動させるなどの用途に用いるＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体製造装置，工作機械，各種検査装置及び摩擦攪拌接合装置等において、ワークやツールを移動させ高精度に位置決めを行う場合、用いられる直線運動用案内装置に予圧を与え、転動体と摺動台及び軌道レールの隙間をゼロにしている。このような設定により剛性が保たれ高精度に直動案内ができる。しかしながら、最初に予圧量を適切な値に調整しておいたとしても、使用状態によっては、走行時の転動体転走溝の摩耗等によって予圧状態に変化が生じることがある。このように予圧状態が変化し、隙間が生じたままであると、直進精度が悪化したり騒音の原因となってしまう。
【０００３】
この点の改善の先行技術としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。これは、直線運動用案内装置において、摺動台と軌道レールの少なくともいずれか一方に、転動体が介在され相対する転動体転走溝の間隔を調整可能とする予圧調整用伸縮部を設けたことを特徴とするものである。また、予圧検出手段（センサ）の検出値に基づいて予圧調整用伸縮部の伸縮量を制御するというものである。
【０００４】
しかしながら、この先行技術においては、分割した摺動台または軌道レール同士を予圧調整伸縮部にて連結させ、相対する転動体転走溝間の間隔を拡大、縮小させることで予圧荷重を調整するが、この予圧荷重を検出するには、特許文献１の［００４７］，［図１］及び［図４］に記載があるように、伸縮部の変位または伸縮部に加わる荷重を検出するためのセンサを設置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−１６４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、予圧荷重を推定し調整することができるＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法を提供する。
（１）転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されていることを特徴とするＸＹ駆動装置。
（２）前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有していることを特徴とする（１）記載のＸＹ駆動装置。
（３）前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有する（２）記載のＸＹ駆動装置。
（４）前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっていることを特徴とする（１）〜（３）記載のＸＹ駆動装置。
（５）前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、該Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが連結されていることを特徴とする（１）〜（３）記載のＸＹ駆動装置。
（６）前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されることを特徴とする（１）〜（５）記載のＸＹ駆動装置。
（７）前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整することを特徴とする（６）記載のＸＹ駆動装置の予圧管理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、転動体を有する送りねじの予圧荷重と分割型転がり案内の予圧荷重とがほぼ同等となるため、送りねじの作動トルクから分割型転がり案内の予圧荷重を推定することができる。また、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態の一部とその変形例を示す図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る第２の実施形態の要部（図５のＶＩ−ＶＩ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１に本発明に係る第１の実施形態のＸＹ駆動装置１を示す。なお、図中に示されているとおり、Ｘ軸とは紙面に平行に左から右または右から左にのびる方向であり、Ｙ軸とは紙面に垂直にのびる方向を意味する。各種機械における取付部である基台２にＸ軸直動案内３が取り付けられている。このＸ軸直動案内３は、基台２にねじ締結されるＸ軸案内レール４と、そのＸ軸案内レール４の長手方向に往復移動自在に組み合わされる２つのＸ軸スライダ５，５を有している。このＸ軸案内レール４とＸ軸スライダ５，５との間には図示しない転動体（ボールまたはローラ）を介在しており、Ｘ軸スライダ５，５が滑らかに直線運動できるようになっている。
【００１１】
２つのＸ軸スライダ５，５は、それぞれ送りねじ６の第一のナット８と第二のナット９に結合されている。第一のナット８と第二のナット９は、ねじ軸７に図示しない転動体（ボールまたはローラ）を介して遊嵌されており、ねじ軸７の回転に伴い、滑らかに直線運動できるようになっている。ねじ軸７は、その両端にある基台２に取り付けられた２つのサポートユニット１０，１０に回転自在に支持されている。
【００１２】
第一のナット８と第二のナット９は、それぞれ分割型転がり案内１１のＹ軸スライダ１２，１２に締結ボルト１３によって締結されている。Ｙ軸スライダ１２，１２は、それぞれ、平行配置した２本のＹ軸案内レール１４，１４の内側に近接対向して、転動体（ボールまたはローラ）を介して配置されている。２本のＹ軸案内レール１４，１４は、いずれも１枚のテーブル１６に、締結ボルト１７によって締結されている。また、テーブル１６には、Ｘ軸方向両端にＸ軸直動案内３側に延びる板状の第一の袖部１６１及び第二の袖部１６２があり、この両袖部１６１，１６２によって、２本のＹ軸案内レール１４，１４が狭持されている。このような分割型転がり案内１１の構成により、図示しない送りねじ等を用いてテーブル１６をＹ軸方向に滑らかに直線運動することができるようになっている。
【００１３】
分割型転がり案内１１は、Ｘ軸方向の予圧荷重の大きさによって、テーブル１６のＹ軸方向移動の直進精度や抵抗力が変化する。この予圧荷重を調節するため、片方の袖部１６１には横押しボルト１８が設けられている。この横押しボルト１８を締め付けることにより、Ｙ軸案内レール１４，１４がＹ軸スライダ１２，１２側に押し付けられ、予圧荷重が増大する。予圧荷重が増大するとテーブル１６のＹ軸方向移動の抵抗が増大する。予圧荷重が減少するとテーブル１６のＹ軸方向移動の抵抗が減少するが、予圧荷重がゼロになり転動体１５とＹ軸案内レールまたはＹ軸スライダとの間に隙間が発生するようになると、テーブル１６のＹ軸方向移動の直進精度が悪くなる。
【００１４】
通常、この予圧荷重の大きさは、転動部近辺に付けられた特許文献１にも記載があるような、ひずみゲージ等の抵抗式センサ，圧電式センサ，電磁誘導式センサ，静電容量式センサあるいは光干渉式センサ等を用いて測定される。しがしながら、本願発明のＸＹ駆動装置１においては、そのようなセンサを用いずとも分割型転がり案内１１の予圧荷重を推定し調整可能としている。以下にその方法と原理を説明する。
【００１５】
上記のように、横押しボルト１８を締めていくと分割型転がり案内１１に予圧荷重がかかっていく。分割型転がり案内１１のＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ送りねじ６の第一のナット８と第二のナット９に締結されているので、両ナット８，９とねじ軸７間にも同等の予圧荷重がかかることになる。これは以下の原理によるものである。
【００１６】
まず、上記の構成のため両ナット８，９が相対回転不能となっており両ナット８，９の間隔は不変である。このため、横押しボルト１８の締め付けに対して、両ナット８，９の間隔を狭くして予圧荷重を逃がすことはできない。そこで、横押しボルト１８の締め付けに対して、分割型転がり案内１１と送りねじ６の以下の経路において、僅かな弾性変形で反力を起こし対抗することになる。
【００１７】
横押しボルト１８を締め付けると、まず２本のＹ軸案内レール１４，１４が転動体１５，１５に押し付けられる。このとき予圧荷重ａが発生する。図中の矢印ａの向きは、Ｙ軸案内レール１４，１４が転動体１５，１５から受ける予圧荷重の向きを示している。転動体１５，１５はＹ軸スライダ１２，１２に押し付けられ、Ｙ軸スライダ１２，１２に締結された第一のナット８及び第二のナット９は、送りねじ６の図示しない転動体に押し付けられる。さらにその転動体は、ねじ軸７に押し付けられる。このとき予圧荷重ｂが発生する。図中の矢印ｂの向きは、ねじ軸７が転動体から受ける予圧荷重の向きを示している。
【００１８】
このような経路で予圧荷重が発生しているので、作用反作用の法則により、予圧荷重ａと予圧荷重ｂの大きさは、ほぼ等しくなることになる。よって、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａが大きく移動抵抗が大きくなっていると、送りねじ６も同様に予圧荷重ｂが大きく移動抵抗が大きくなっている。逆に、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａが小さく移動抵抗が小さくなっていると、送りねじ６も同様に予圧荷重ｂが小さく移動抵抗が小さくなっている。
【００１９】
このように、分割型転がり案内１１と送りねじ６の予圧荷重ａ，ｂが同等になるため、送りねじ６の予圧荷重ｂを求めることにより、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａを推定することができる。送りねじ６の予圧荷重ｂを求める方法としては、以下の方法が挙げられる。予圧荷重をかけた送りねじ６のねじ軸７は、連結部１９を介してサーボモータ２０に連結されている。このサーボモータ２０でねじ軸７を回転させ両ナット８，９を数回往復駆動すると、例えば、通常組み込まれている電流センサによるものなど、サーボアンプから出力される電流値によって電流が検出できる。検出された電流より算出した作動トルクから、以下の式より送りねじ６の両ナット８，９にかかっている予圧荷重を算出する。
【００２０】
【数１】
【００２１】
算出した予圧荷重から、分割型転がり案内１１にかかっている予圧荷重ａを推定する。Ｘ軸直動案内３等のＸ軸直動機構の摺動抵抗の影響は小さいものとして無視することで、分割型転がり案内１１にかかる予圧荷重ａと送りねじ６にかかる予圧荷重ｂを同じ値と推定する。推定した予圧荷重ａをモニタなどに表示させながら横押しボルト１８の締め量の調整をすることによって、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａを調整することができる。
【００２２】
図２は、本発明に係る第１の実施形態の一部（ａ）とその変形例（ｂ）および（ｃ）を示す図である。（ａ）の構造において、テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸案内レール１４である。ここで、締結ボルト１７はＹ軸方向に複数締結されており、横押しボルト１８は締結ボルト１７とＹ軸方向に交互になるように複数設けられている。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸スライダ１２である。Ｙ軸案内レール１４とＹ軸スライダ１２は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体１５が配列されている。また、Ｙ軸スライダ１２はＹ軸方向に貫通穴と、Ｙ軸方向両端にエンドキャップを有し、上記対向する溝間の転動体１５がエンドキャップのリターン溝及び上記貫通穴を通って元の位置に戻ることができるような無限軌道を有している。すなわち、転動体循環型となっている。
【００２３】
これに対し、図２（ｂ）の構造は、例えばクロスローラガイドのような転動体非循環型となっている。テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸レール１４１である。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸レール１２１である。Ｙ軸レール１４１とＹ軸レール１２１は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体（ローラ）１５１が配列されている。この構造では、転動体１５１を循環する構造は持っておらず転動体非循環型となっている。
【００２４】
図２（ｃ）の構造においては、テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸スライダ１４２である。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸案内レール１２２である。Ｙ軸スライダ１４２とＹ軸案内レール１２２は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体１５が配列されている。また、Ｙ軸スライダ１４２はＹ軸方向に貫通穴と、Ｙ軸方向両端にエンドキャップを有し、上記対向する溝間の転動体１５がエンドキャップのリターン溝及び上記貫通穴を通って元の位置に戻ることができるような無限軌道を有している。このように、分割型転がり案内１１の構造は、（ａ）のような転動体循環型の他に（ｂ）のような転動体非循環型（例えばクロスローラガイド）のものでもよく、また（ｃ）のようにスライダとレールを入れ替えたものでも上記のような予圧荷重の推定と調整は可能である。
【００２５】
図３及び図４は、本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図であり、図１の上方から下方を見た図である。図の（ａ）から（ｆ）のように、Ｘ軸の送りねじ６のナットは軸線上に２つ（８，９）なければならないが、両ナット（８，９）と締結するＸ軸スライダ５およびＸ軸案内レール４は送りねじ６に対して平行であればよい。すなわち、図１に示した第１の実施形態のように、Ｘ軸案内レール４を１本、送りねじ６の基台２側に設けてもよいし、図３及び図４の例にあるようにＸ軸案内レール４を２本にしたり（（ａ）以外）、基台２に対して送りねじ６と同程度の高さに並列させてもよい。また、ナット８，９とＸ軸スライダ５との連結方法も各用途に合わせて、図３及び図４の（ａ）から（ｆ）の種々の形態から選択できる。連結は、直接、分割型転がり案内１１の図２に示した（ａ）Ｙ軸スライダ１２または（ｂ）Ｙ軸レール１２１または（ｃ）Ｙ軸案内レール１２２で行ってもよいが、別途設けた連結体にて行ってもよい。
【００２６】
但し、図１に示した両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２との結合については、分割型転がり案内１１の予圧荷重ｂをより正確に測定するため、送りねじ６と分割型転がり案内１１とが直交する配置となるように結合することが望ましい。
また、上記実施形態では、送りねじ６の両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ締結ボルト１３にて締結されるが、これに限らず、両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ一体に形成されたものであってもよい。
また、上記実施形態では、送りねじ６のねじ軸７の駆動をサーボモータによって行っているが、これに限らず、トルクセンサを組み込んだモータ等、トルクを求める機能を有するモータであればよい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明に係る第２の実施形態を示す図である。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明することとし、第１の実施形態との共通な点は説明を省略する。
【００２８】
本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、Ｘ軸の直動機構の構成である。この直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレール４１を有し、その内側に送りねじ６１を有するＸ軸直動ユニット３１であり、該Ｘ軸直動ユニット３１の２つのＸ軸スライダ５１，５２のうち少なくとも一方が、第一のナット（図１の符号８）または第二のナット（図１の符号９）と一体となっているものである。このような直動機構として例えば、先行技術文献である特開２０１０−１０６９３４号公報に記載の「モノキャリア」（日本精工株式会社所有登録商標第２４８０５８０号）を用いることができる。なお以下、特に直線案内機構部の転動体をローラ（ころ）としたものの例「タフキャリア＼ＴＯＵＧＨＣＡＲＲＩＥＲ」（日本精工株式会社商標登録出願：商願２００９−６９７６８）について説明するが、これに限定されず、転動体をボール（球）としたものでもよい。
【００２９】
図６は、本発明に係る第２の実施形態の要部断面図であり、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。このＸ軸直動ユニット３１は、Ｘ軸ユニットレール４１と、Ｘ軸スライダ５１，５２（図６では手前側のスライダ５１のみが見える）と、ねじ軸７１と、転動体（ボール）１５３と、転動体（ころ）１５２とを備えている。Ｘ軸ユニットレール４１の長手方向に垂直な断面は、開口側を上にしたコの字状（Ｕ字状）で、この凹部４１１にＸ軸スライダ５１，５２が収納されている。Ｘ軸ユニットレール４１には、Ｘ軸スライダ５１，５２の各側面と対向配置される各側壁部４１２，４１２の内側面に、片側２条の転動体（ころ）１５２の転動通路を構成する転動面４１２ａ（全４面）が形成されている。各側壁部４１２，４１２には、肩部４１２ｂ，４１２ｂがあり面取りされている。
【００３０】
Ｘ軸スライダ５１，５２には、Ｘ軸ユニットレール４１と平行に貫通する雌ねじ（ナット）５１ｃが形成されている。雌ねじ５１ｃは、Ｘ軸スライダ５１に螺旋溝を直接加工することで形成されている。ねじ軸７１は雌ねじ５１ｃを貫通し、雌ねじ５１ｃ内のねじ軸７１との間に複数の転動体（ボール）１５３が配置されている。ねじ軸７１の長さ方向両端は、図５に示したようにＸ軸ユニットレール４１の長手方向両端に回転自在に支持されている。ねじ軸７１の長さ方向一端はモータ２０に連結されている。
【００３１】
Ｘ軸スライダ５１（５２も同様）は、移動方向で、スライダ本体５１Ａの両側に、図示しないエンドキャップと、潤滑部品と、サイドシールとを有している。エンドキャップには転動体１５２の方向転換路が形成されている。スライダ本体５１Ａの各側面には、Ｘ軸ユニットレール４１の転動面４１２ａ（全４面）と対向する位置に、転動面５１ａ（全４面）が形成されている。これらの対向する転動面４１２ａ，５１ａが、転動体（ころ）１５２の転動通路を構成する。この転動通路を４列有し、スライダ本体５１Ａには、４列の戻し通路５１が形成されている。
【００３２】
Ｘ軸ユニットレール４１には、両側壁部４１２，４１２で挟まれた底部４１３に、取付ボルトを挿入するための取付穴４１５，４１５が形成されている。取付穴４１５，４１５は、幅方向で底部４１３の各側壁部４１２，４１２との境界位置に形成されている。Ｘ軸ユニットレール４１の底部４１３の底面には、両取付穴４１５，４１５間に肉盗み部４１６が形成されている。Ｘ軸ユニットレール４１は、肉盗み部４１６以外の位置で基台２と接触している。
【００３３】
Ｘ軸ユニットレール４１は、取付穴４１５，４１５を利用したボルト止めで基台２に固定される。そして、モータを作動してねじ軸７１を回転させることにより、直線駆動機構である送りねじ６１（雌ねじ５１ｃ、ねじ軸７１、複数の転動体（ボール）１５３）と直線案内機構（４対の転動面４１２ａ，５１ａ、複数の転動体（ころ）１５２）を介して、Ｘ軸スライダ５１がＸ軸ユニットレール４１に対して軸方向に沿って往復移動するようになっている。
【００３４】
この実施形態のＸ軸直動ユニット３１によれば、直線駆動機構を構成する雌ねじ（ナット）５１ｃがＸ軸スライダ５１に直接形成され、直線駆動機構がＸ軸ユニットレール４１の内側に収まっているので、雌ねじ（ナット）５１ｃがＸ軸スライダ５１と別部材で形成されているものと比較して、Ｘ軸直動機構の寸法を小さくコンパクトにすることができる。また、転動体１５２として、ローラ（ころ）を用いたことで剛性が増しているので、サイズダウンを図り、より軽量化およびコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
上記実施形態で説明したように、転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されているので、転動体を有する送りねじの予圧荷重と分割型転がり案内の予圧荷重とがほぼ同等となるため、送りねじの作動トルクから分割型転がり案内の予圧荷重を推定することができる。また、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、調整することができる。
また、前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有しているので、ワークやツールを載せて移動できる。
また、前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有するので、調整された適切な予圧で正確にワークやツールを移動できる。
また、前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっているので、Ｘ軸の直動機構をコンパクト化することができる。
また、前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、前記Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナットまたは前記第二のナットが連結されているので、剛性が上がり、Ｘ軸方向駆動の直進性が良くなる。
また、前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されるので、ねじ軸を任意に回転させることができ、例えば、内臓の電流センサによるものなど、サーボアンプから出力される電流値を用いて送りねじの作動トルクを計ることができる。
また、前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整するので、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を適切に管理することができる。また、予圧荷重を適切に管理することにより、作動と剛性をバランスよく調節でき、無駄のないように、モータへの負荷、エネルギーの消費を低減できる。また、予圧荷重の過多を防止することで、ＸＹ駆動装置の寿命を保つことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…ＸＹ駆動装置
２…基台
３…Ｘ軸直動案内
３１…Ｘ軸直動ユニット
４…Ｘ軸案内レール
４１…Ｘ軸ユニットレール
４１１…凹部
４１２…側壁部
４１２ａ…ユニットレールの転動面
４１２ｂ…側壁部の肩部
４１３…底部
４１５…取付穴
４１６…肉盗み部
５…Ｘ軸スライダ
５１…第一のナットと一体型のＸ軸スライダ
５１Ａ…スライダ本体
５１ａ…スライダの転動面
５１ｂ…戻し通路
５１ｃ…雌ねじ（ナット）
５２…第二のナットと一体型のＸ軸スライダ
６，６１…送りねじ
７，７１…ねじ軸
８…第一のナット
９…第二のナット
１０…サポートユニット
１１…分割型転がり案内
１２…Ｙ軸スライダ
１２１…Ｙ軸レール
１２２…Ｙ軸案内レール
１３…締結ボルト
１４…Ｙ軸案内レール
１４１…Ｙ軸レール
１４２…Ｙ軸スライダ
１５，１５１，１５２，１５３…転動体
１６…テーブル
１６１…第一の袖部
１６２…第二の袖部
１７…締結ボルト
１８…横押しボルト
１９…連結部
２０…モータ
ａ…Ｙ軸案内レールが受ける予圧荷重
ｂ…ねじ軸が受ける予圧荷重
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体製造装置，工作機械，各種検査装置及び摩擦攪拌接合装置等において、ワークやツールを移動させるなどの用途に用いるＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば半導体製造装置，工作機械，各種検査装置及び摩擦攪拌接合装置等において、ワークやツールを移動させ高精度に位置決めを行う場合、用いられる直線運動用案内装置に予圧を与え、転動体と摺動台及び軌道レールの隙間をゼロにしている。このような設定により剛性が保たれ高精度に直動案内ができる。しかしながら、最初に予圧量を適切な値に調整しておいたとしても、使用状態によっては、走行時の転動体転走溝の摩耗等によって予圧状態に変化が生じることがある。このように予圧状態が変化し、隙間が生じたままであると、直進精度が悪化したり騒音の原因となってしまう。
【０００３】
この点の改善の先行技術としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。これは、直線運動用案内装置において、摺動台と軌道レールの少なくともいずれか一方に、転動体が介在され相対する転動体転走溝の間隔を調整可能とする予圧調整用伸縮部を設けたことを特徴とするものである。また、予圧検出手段（センサ）の検出値に基づいて予圧調整用伸縮部の伸縮量を制御するというものである。
【０００４】
しかしながら、この先行技術においては、分割した摺動台または軌道レール同士を予圧調整伸縮部にて連結させ、相対する転動体転走溝間の間隔を拡大、縮小させることで予圧荷重を調整するが、この予圧荷重を検出するには、特許文献１の［００４７］，［図１］及び［図４］に記載があるように、伸縮部の変位または伸縮部に加わる荷重を検出するためのセンサを設置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−１６４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、予圧荷重を推定し調整することができるＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のＸＹ駆動装置及びその予圧管理方法を提供する。
（１）転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されていることを特徴とするＸＹ駆動装置。
（２）前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有していることを特徴とする（１）記載のＸＹ駆動装置。
（３）前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有する（２）記載のＸＹ駆動装置。
（４）前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっていることを特徴とする（１）〜（３）記載のＸＹ駆動装置。
（５）前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、該Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが連結されていることを特徴とする（１）〜（３）記載のＸＹ駆動装置。
（６）前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されることを特徴とする（１）〜（５）記載のＸＹ駆動装置。
（７）前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整することを特徴とする（６）記載のＸＹ駆動装置の予圧管理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、転動体を有する送りねじの予圧荷重と分割型転がり案内の予圧荷重とがほぼ同等となるため、送りねじの作動トルクから分割型転がり案内の予圧荷重を推定することができる。また、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態の一部とその変形例を示す図である。
【図３】本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図４】本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る第２の実施形態の要部（図５のＶＩ−ＶＩ）断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１に本発明に係る第１の実施形態のＸＹ駆動装置１を示す。なお、図中に示されているとおり、Ｘ軸とは紙面に平行に左から右または右から左にのびる方向であり、Ｙ軸とは紙面に垂直にのびる方向を意味する。各種機械における取付部である基台２にＸ軸直動案内３が取り付けられている。このＸ軸直動案内３は、基台２にねじ締結されるＸ軸案内レール４と、そのＸ軸案内レール４の長手方向に往復移動自在に組み合わされる２つのＸ軸スライダ５，５を有している。このＸ軸案内レール４とＸ軸スライダ５，５との間には図示しない転動体（ボールまたはローラ）を介在しており、Ｘ軸スライダ５，５が滑らかに直線運動できるようになっている。
【００１１】
２つのＸ軸スライダ５，５は、それぞれ送りねじ６の第一のナット８と第二のナット９に結合されている。第一のナット８と第二のナット９は、ねじ軸７に図示しない転動体（ボールまたはローラ）を介して遊嵌されており、ねじ軸７の回転に伴い、滑らかに直線運動できるようになっている。ねじ軸７は、その両端にある基台２に取り付けられた２つのサポートユニット１０，１０に回転自在に支持されている。
【００１２】
第一のナット８と第二のナット９は、それぞれ分割型転がり案内１１のＹ軸スライダ１２，１２に締結ボルト１３によって締結されている。Ｙ軸スライダ１２，１２は、それぞれ、平行配置した２本のＹ軸案内レール１４，１４の内側に近接対向して、転動体（ボールまたはローラ）を介して配置されている。２本のＹ軸案内レール１４，１４は、いずれも１枚のテーブル１６に、締結ボルト１７によって締結されている。また、テーブル１６には、Ｘ軸方向両端にＸ軸直動案内３側に延びる板状の第一の袖部１６１及び第二の袖部１６２があり、この両袖部１６１，１６２によって、２本のＹ軸案内レール１４，１４が狭持されている。このような分割型転がり案内１１の構成により、図示しない送りねじ等を用いてテーブル１６をＹ軸方向に滑らかに直線運動することができるようになっている。
【００１３】
分割型転がり案内１１は、Ｘ軸方向の予圧荷重の大きさによって、テーブル１６のＹ軸方向移動の直進精度や抵抗力が変化する。この予圧荷重を調節するため、片方の袖部１６１には横押しボルト１８が設けられている。この横押しボルト１８を締め付けることにより、Ｙ軸案内レール１４，１４がＹ軸スライダ１２，１２側に押し付けられ、予圧荷重が増大する。予圧荷重が増大するとテーブル１６のＹ軸方向移動の抵抗が増大する。予圧荷重が減少するとテーブル１６のＹ軸方向移動の抵抗が減少するが、予圧荷重がゼロになり転動体１５とＹ軸案内レールまたはＹ軸スライダとの間に隙間が発生するようになると、テーブル１６のＹ軸方向移動の直進精度が悪くなる。
【００１４】
通常、この予圧荷重の大きさは、転動部近辺に付けられた特許文献１にも記載があるような、ひずみゲージ等の抵抗式センサ，圧電式センサ，電磁誘導式センサ，静電容量式センサあるいは光干渉式センサ等を用いて測定される。しがしながら、本願発明のＸＹ駆動装置１においては、そのようなセンサを用いずとも分割型転がり案内１１の予圧荷重を推定し調整可能としている。以下にその方法と原理を説明する。
【００１５】
上記のように、横押しボルト１８を締めていくと分割型転がり案内１１に予圧荷重がかかっていく。分割型転がり案内１１のＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ送りねじ６の第一のナット８と第二のナット９に締結されているので、両ナット８，９とねじ軸７間にも同等の予圧荷重がかかることになる。これは以下の原理によるものである。
【００１６】
まず、上記の構成のため両ナット８，９が相対回転不能となっており両ナット８，９の間隔は不変である。このため、横押しボルト１８の締め付けに対して、両ナット８，９の間隔を狭くして予圧荷重を逃がすことはできない。そこで、横押しボルト１８の締め付けに対して、分割型転がり案内１１と送りねじ６の以下の経路において、僅かな弾性変形で反力を起こし対抗することになる。
【００１７】
横押しボルト１８を締め付けると、まず２本のＹ軸案内レール１４，１４が転動体１５，１５に押し付けられる。このとき予圧荷重ａが発生する。図中の矢印ａの向きは、Ｙ軸案内レール１４，１４が転動体１５，１５から受ける予圧荷重の向きを示している。転動体１５，１５はＹ軸スライダ１２，１２に押し付けられ、Ｙ軸スライダ１２，１２に締結された第一のナット８及び第二のナット９は、送りねじ６の図示しない転動体に押し付けられる。さらにその転動体は、ねじ軸７に押し付けられる。このとき予圧荷重ｂが発生する。図中の矢印ｂの向きは、ねじ軸７が転動体から受ける予圧荷重の向きを示している。
【００１８】
このような経路で予圧荷重が発生しているので、作用反作用の法則により、予圧荷重ａと予圧荷重ｂの大きさは、ほぼ等しくなることになる。よって、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａが大きく移動抵抗が大きくなっていると、送りねじ６も同様に予圧荷重ｂが大きく移動抵抗が大きくなっている。逆に、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａが小さく移動抵抗が小さくなっていると、送りねじ６も同様に予圧荷重ｂが小さく移動抵抗が小さくなっている。
【００１９】
このように、分割型転がり案内１１と送りねじ６の予圧荷重ａ，ｂが同等になるため、送りねじ６の予圧荷重ｂを求めることにより、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａを推定することができる。送りねじ６の予圧荷重ｂを求める方法としては、以下の方法が挙げられる。予圧荷重をかけた送りねじ６のねじ軸７は、連結部１９を介してサーボモータ２０に連結されている。このサーボモータ２０でねじ軸７を回転させ両ナット８，９を数回往復駆動すると、例えば、通常組み込まれている電流センサによるものなど、サーボアンプから出力される電流値によって電流が検出できる。検出された電流より算出した作動トルクから、以下の式より送りねじ６の両ナット８，９にかかっている予圧荷重を算出する。
【００２０】
【数１】
【００２１】
算出した予圧荷重から、分割型転がり案内１１にかかっている予圧荷重ａを推定する。Ｘ軸直動案内３等のＸ軸直動機構の摺動抵抗の影響は小さいものとして無視することで、分割型転がり案内１１にかかる予圧荷重ａと送りねじ６にかかる予圧荷重ｂを同じ値と推定する。推定した予圧荷重ａをモニタなどに表示させながら横押しボルト１８の締め量の調整をすることによって、分割型転がり案内１１の予圧荷重ａを調整することができる。
【００２２】
図２は、本発明に係る第１の実施形態の一部（ａ）とその変形例（ｂ）および（ｃ）を示す図である。（ａ）の構造において、テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸案内レール１４である。ここで、締結ボルト１７はＹ軸方向に複数締結されており、横押しボルト１８は締結ボルト１７とＹ軸方向に交互になるように複数設けられている。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸スライダ１２である。Ｙ軸案内レール１４とＹ軸スライダ１２は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体１５が配列されている。また、Ｙ軸スライダ１２はＹ軸方向に貫通穴と、Ｙ軸方向両端にエンドキャップを有し、上記対向する溝間の転動体１５がエンドキャップのリターン溝及び上記貫通穴を通って元の位置に戻ることができるような無限軌道を有している。すなわち、転動体循環型となっている。
【００２３】
これに対し、図２（ｂ）の構造は、例えばクロスローラガイドのような転動体非循環型となっている。テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸レール１４１である。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸レール１２１である。Ｙ軸レール１４１とＹ軸レール１２１は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体（ローラ）１５１が配列されている。この構造では、転動体１５１を循環する構造は持っておらず転動体非循環型となっている。
【００２４】
図２（ｃ）の構造においては、テーブル１６に締結ボルト１７で締結されるのはＹ軸スライダ１４２である。そして、送りねじ６のナット８または９（図１参照）に締結ボルト１３で締結されるのはＹ軸案内レール１２２である。Ｙ軸スライダ１４２とＹ軸案内レール１２２は、対向するようにそれぞれＹ軸方向にのびる溝を有し、その対向する溝の間に複数の転動体１５が配列されている。また、Ｙ軸スライダ１４２はＹ軸方向に貫通穴と、Ｙ軸方向両端にエンドキャップを有し、上記対向する溝間の転動体１５がエンドキャップのリターン溝及び上記貫通穴を通って元の位置に戻ることができるような無限軌道を有している。このように、分割型転がり案内１１の構造は、（ａ）のような転動体循環型の他に（ｂ）のような転動体非循環型（例えばクロスローラガイド）のものでもよく、また（ｃ）のようにスライダとレールを入れ替えたものでも上記のような予圧荷重の推定と調整は可能である。
【００２５】
図３及び図４は、本発明に係る第１の実施形態の変形例を示す図であり、図１の上方から下方を見た図である。図の（ａ）から（ｆ）のように、Ｘ軸の送りねじ６のナットは軸線上に２つ（８，９）なければならないが、両ナット（８，９）と締結するＸ軸スライダ５およびＸ軸案内レール４は送りねじ６に対して平行であればよい。すなわち、図１に示した第１の実施形態のように、Ｘ軸案内レール４を１本、送りねじ６の基台２側に設けてもよいし、図３及び図４の例にあるようにＸ軸案内レール４を２本にしたり（（ａ）以外）、基台２に対して送りねじ６と同程度の高さに並列させてもよい。また、ナット８，９とＸ軸スライダ５との連結方法も各用途に合わせて、図３及び図４の（ａ）から（ｆ）の種々の形態から選択できる。連結は、直接、分割型転がり案内１１の図２に示した（ａ）Ｙ軸スライダ１２または（ｂ）Ｙ軸レール１２１または（ｃ）Ｙ軸案内レール１２２で行ってもよいが、別途設けた連結体にて行ってもよい。
【００２６】
但し、図１に示した両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２との結合については、分割型転がり案内１１の予圧荷重ｂをより正確に測定するため、送りねじ６と分割型転がり案内１１とが直交する配置となるように結合することが望ましい。
また、上記実施形態では、送りねじ６の両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ締結ボルト１３にて締結されるが、これに限らず、両ナット８，９とＹ軸スライダ１２，１２は、それぞれ一体に形成されたものであってもよい。
また、上記実施形態では、送りねじ６のねじ軸７の駆動をサーボモータによって行っているが、これに限らず、トルクセンサを組み込んだモータ等、トルクを求める機能を有するモータであればよい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明に係る第２の実施形態を示す図である。本実施形態については、第１の実施形態と異なる点についてのみ説明することとし、第１の実施形態との共通な点は説明を省略する。
【００２８】
本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、Ｘ軸の直動機構の構成である。この直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレール４１を有し、その内側に送りねじ６１を有するＸ軸直動ユニット３１であり、該Ｘ軸直動ユニット３１の２つのＸ軸スライダ５１，５２のうち少なくとも一方が、第一のナット（図１の符号８）または第二のナット（図１の符号９）と一体となっているものである。このような直動機構として例えば、先行技術文献である特開２０１０−１０６９３４号公報に記載の「モノキャリア」（日本精工株式会社所有登録商標第２４８０５８０号）を用いることができる。なお以下、特に直線案内機構部の転動体をローラ（ころ）としたものの例「タフキャリア＼ＴＯＵＧＨＣＡＲＲＩＥＲ」（日本精工株式会社商標登録出願：商願２００９−６９７６８）について説明するが、これに限定されず、転動体をボール（球）としたものでもよい。
【００２９】
図６は、本発明に係る第２の実施形態の要部断面図であり、図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。このＸ軸直動ユニット３１は、Ｘ軸ユニットレール４１と、Ｘ軸スライダ５１，５２（図６では手前側のスライダ５１のみが見える）と、ねじ軸７１と、転動体（ボール）１５３と、転動体（ころ）１５２とを備えている。Ｘ軸ユニットレール４１の長手方向に垂直な断面は、開口側を上にしたコの字状（Ｕ字状）で、この凹部４１１にＸ軸スライダ５１，５２が収納されている。Ｘ軸ユニットレール４１には、Ｘ軸スライダ５１，５２の各側面と対向配置される各側壁部４１２，４１２の内側面に、片側２条の転動体（ころ）１５２の転動通路を構成する転動面４１２ａ（全４面）が形成されている。各側壁部４１２，４１２には、肩部４１２ｂ，４１２ｂがあり面取りされている。
【００３０】
Ｘ軸スライダ５１，５２には、Ｘ軸ユニットレール４１と平行に貫通する雌ねじ（ナット）５１ｃが形成されている。雌ねじ５１ｃは、Ｘ軸スライダ５１に螺旋溝を直接加工することで形成されている。ねじ軸７１は雌ねじ５１ｃを貫通し、雌ねじ５１ｃ内のねじ軸７１との間に複数の転動体（ボール）１５３が配置されている。ねじ軸７１の長さ方向両端は、図５に示したようにＸ軸ユニットレール４１の長手方向両端に回転自在に支持されている。ねじ軸７１の長さ方向一端はモータ２０に連結されている。
【００３１】
Ｘ軸スライダ５１（５２も同様）は、移動方向で、スライダ本体５１Ａの両側に、図示しないエンドキャップと、潤滑部品と、サイドシールとを有している。エンドキャップには転動体１５２の方向転換路が形成されている。スライダ本体５１Ａの各側面には、Ｘ軸ユニットレール４１の転動面４１２ａ（全４面）と対向する位置に、転動面５１ａ（全４面）が形成されている。これらの対向する転動面４１２ａ，５１ａが、転動体（ころ）１５２の転動通路を構成する。この転動通路を４列有し、スライダ本体５１Ａには、４列の戻し通路５１が形成されている。
【００３２】
Ｘ軸ユニットレール４１には、両側壁部４１２，４１２で挟まれた底部４１３に、取付ボルトを挿入するための取付穴４１５，４１５が形成されている。取付穴４１５，４１５は、幅方向で底部４１３の各側壁部４１２，４１２との境界位置に形成されている。Ｘ軸ユニットレール４１の底部４１３の底面には、両取付穴４１５，４１５間に肉盗み部４１６が形成されている。Ｘ軸ユニットレール４１は、肉盗み部４１６以外の位置で基台２と接触している。
【００３３】
Ｘ軸ユニットレール４１は、取付穴４１５，４１５を利用したボルト止めで基台２に固定される。そして、モータを作動してねじ軸７１を回転させることにより、直線駆動機構である送りねじ６１（雌ねじ５１ｃ、ねじ軸７１、複数の転動体（ボール）１５３）と直線案内機構（４対の転動面４１２ａ，５１ａ、複数の転動体（ころ）１５２）を介して、Ｘ軸スライダ５１がＸ軸ユニットレール４１に対して軸方向に沿って往復移動するようになっている。
【００３４】
この実施形態のＸ軸直動ユニット３１によれば、直線駆動機構を構成する雌ねじ（ナット）５１ｃがＸ軸スライダ５１に直接形成され、直線駆動機構がＸ軸ユニットレール４１の内側に収まっているので、雌ねじ（ナット）５１ｃがＸ軸スライダ５１と別部材で形成されているものと比較して、Ｘ軸直動機構の寸法を小さくコンパクトにすることができる。また、転動体１５２として、ローラ（ころ）を用いたことで剛性が増しているので、サイズダウンを図り、より軽量化およびコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
上記実施形態で説明したように、転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されているので、転動体を有する送りねじの予圧荷重と分割型転がり案内の予圧荷重とがほぼ同等となるため、送りねじの作動トルクから分割型転がり案内の予圧荷重を推定することができる。また、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、調整することができる。
また、前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有しているので、ワークやツールを載せて移動できる。
また、前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有するので、調整された適切な予圧で正確にワークやツールを移動できる。
また、前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっているので、Ｘ軸の直動機構をコンパクト化することができる。
また、前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、前記Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナットまたは前記第二のナットが連結されているので、剛性が上がり、Ｘ軸方向駆動の直進性が良くなる。
また、前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されるので、ねじ軸を任意に回転させることができ、例えば、内臓の電流センサによるものなど、サーボアンプから出力される電流値を用いて送りねじの作動トルクを計ることができる。
また、前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整するので、分割型転がり案内に予圧を計るためのセンサを設置せずとも、分割型転がり案内の予圧荷重を適切に管理することができる。また、予圧荷重を適切に管理することにより、作動と剛性をバランスよく調節でき、無駄のないように、モータへの負荷、エネルギーの消費を低減できる。また、予圧荷重の過多を防止することで、ＸＹ駆動装置の寿命を保つことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…ＸＹ駆動装置
２…基台
３…Ｘ軸直動案内
３１…Ｘ軸直動ユニット
４…Ｘ軸案内レール
４１…Ｘ軸ユニットレール
４１１…凹部
４１２…側壁部
４１２ａ…ユニットレールの転動面
４１２ｂ…側壁部の肩部
４１３…底部
４１５…取付穴
４１６…肉盗み部
５…Ｘ軸スライダ
５１…第一のナットと一体型のＸ軸スライダ
５１Ａ…スライダ本体
５１ａ…スライダの転動面
５１ｂ…戻し通路
５１ｃ…雌ねじ（ナット）
５２…第二のナットと一体型のＸ軸スライダ
６，６１…送りねじ
７，７１…ねじ軸
８…第一のナット
９…第二のナット
１０…サポートユニット
１１…分割型転がり案内
１２…Ｙ軸スライダ
１２１…Ｙ軸レール
１２２…Ｙ軸案内レール
１３…締結ボルト
１４…Ｙ軸案内レール
１４１…Ｙ軸レール
１４２…Ｙ軸スライダ
１５，１５１，１５２，１５３…転動体
１６…テーブル
１６１…第一の袖部
１６２…第二の袖部
１７…締結ボルト
１８…横押しボルト
１９…連結部
２０…モータ
ａ…Ｙ軸案内レールが受ける予圧荷重
ｂ…ねじ軸が受ける予圧荷重
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されていることを特徴とするＸＹ駆動装置。
【請求項２】
前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有していることを特徴とする請求項１記載のＸＹ駆動装置。
【請求項３】
前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有する請求項２記載のＸＹ駆動装置。
【請求項４】
前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっていることを特徴とする請求項１〜３記載のＸＹ駆動装置。
【請求項５】
前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、前記Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナットまたは前記第二のナットが連結されていることを特徴とする請求項１〜３記載のＸＹ駆動装置。
【請求項６】
前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されることを特徴とする請求項１〜５記載のＸＹ駆動装置。
【請求項７】
前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整することを特徴とする請求項６記載のＸＹ駆動装置の予圧管理方法。
【請求項１】
転動体を有する送りねじを有する直動機構をＸ軸、分割型転がり案内を有する直動機構をＹ軸としたＸＹ駆動装置において、前記送りねじは第一のナットと第二のナットを有し、前記第一のナットは前記分割型転がり案内のうち一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されており、前記第二のナットは前記分割型転がり案内のうち他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと一体となっているかまたは締結されていることを特徴とするＸＹ駆動装置。
【請求項２】
前記分割型転がり案内は、一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールと、他方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールを取り付けるテーブルを有していることを特徴とする請求項１記載のＸＹ駆動装置。
【請求項３】
前記分割型転がり案内は、前記テーブルと一方のＹ軸スライダまたはＹ軸案内レールとの間で予圧荷重を調整するための調整機構を有する請求項２記載のＸＹ駆動装置。
【請求項４】
前記Ｘ軸の直動機構は、断面がＵ字状のＸ軸ユニットレールを有し、その内側に前記送りねじを有するＸ軸直動ユニットであり、該Ｘ軸直動ユニットのＸ軸スライダと前記第一のナット及び／または前記第二のナットが一体となっていることを特徴とする請求項１〜３記載のＸＹ駆動装置。
【請求項５】
前記Ｘ軸の直動機構には、前記送りねじに平行なＸ軸直動案内を有し、前記Ｘ軸直動案内のＸ軸スライダと前記第一のナットまたは前記第二のナットが連結されていることを特徴とする請求項１〜３記載のＸＹ駆動装置。
【請求項６】
前記送りねじのねじ軸にはモータが連結されることを特徴とする請求項１〜５記載のＸＹ駆動装置。
【請求項７】
前記モータから得られる作動トルクから前記送りねじの予圧荷重を求め、この予圧荷重から前記分割型転がり案内の予圧荷重を推定し、前記分割型転がり案内に設けた調整機構により、前記分割型転がり案内の予圧を調整することを特徴とする請求項６記載のＸＹ駆動装置の予圧管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１０７７３７（Ｐ２０１２−１０７７３７Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５３７０（Ｐ２０１０−２６５３７０）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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