JPH11245128A - ２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置 - Google Patents

２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置

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JPH11245128A
JPH11245128A JP10062230A JP6223098A JPH11245128A JP H11245128 A JPH11245128 A JP H11245128A JP 10062230 A JP10062230 A JP 10062230A JP 6223098 A JP6223098 A JP 6223098A JP H11245128 A JPH11245128 A JP H11245128A
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axis
parallel
motion guide
moving block
track rail
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Satoshi Okamura
諭 岡村
Yoichi Fukazawa
陽一 深沢
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THK Co Ltd
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THK Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】テーブルへの組み付けが簡単でかつ高精度に案
内支持できる２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこ
れを用いたテーブル装置を提供する。 【解決手段】基台３４に対してテーブル３３を同一姿勢
で互いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能に支
持するための２軸平行運動案内部７０と、２軸平行運動
案内部７０に基台３４とは反対側で装着されてテーブル
３３を回転可能に支持する回転支持部８０とを有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２軸平行運動と１軸
旋回運動を同時に案内する２軸平行・１軸旋回運動案内
機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブルに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の２軸平行・１軸旋回運動
案内機構としては、たとえば特開平８−９９２４３号公
報に示されるようなものが知られている。
【０００３】これは軌道レールと移動ブロックからなる
直線運動案内装置の移動ブロック同士を回転軸受を介し
て背中合わせに組み付けたもので、基台に一方の軌道レ
ールを固定し、テーブルに他方の軌道レールを固定して
使用される。そして、この２軸平行・旋回運動案内機構
を複数用いて２軸平行・旋回運動テーブルを構成してい
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の２軸平行・１軸旋回運動案内機構は次のような問
題がある。
【０００５】まず、従来の２軸平行・旋回運動案内機構
の２軸となる一対のレールが相対回転するために、原点
以外での旋回運動や、所定角度旋回した後のＸＹ方向の
運動制御が困難である。たとえば、図１１に示すよう
に、３つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１００，１
０１，１０２を用い、テーブル１０３を原点位置で旋回
させた場合、各運動案内機構１００，１０１，１０２の
可動側のレール１００Ｙ，１０１Ｘ，１０２Ｘが固定側
のレール１００Ｘ，１０１Ｙ，１０２Ｙに対して傾いて
しまう。したがって、この状態から平行移動させようと
すると、各レールが傾いた姿勢を維持しつつ平行に移動
させる必要があり、その制御がきわめて複雑となる。
【０００６】また、回転軸受を背中合わせの移動ブロッ
ク間に組み込むこと自体も困難である。すなわち、回転
軸受を移動ブロック間に組み込むためには、たとえば、
外輪を一方の移動ブロックに固定し、内輪を他方の移動
ブロックに固定することになるが、そのためには、一方
の移動ブロックに外輪を嵌合固定する嵌合穴を設け、他
方の移動ブロックには内輪内周に嵌合固定される嵌合凸
部を設け、さらに、回転軸受の抜け止め機構を設ける等
の複雑な構造が必要となる。
【０００７】また、基台およびテーブルに固定される一
対の軌道レール底面の旋回軸に対する直角度を正確に出
すことが必要であるが、この直角度は、たとえば上記し
たように外輪と嵌合穴の嵌合面および内輪と嵌合凸部間
の嵌合面で定まる。ところが、嵌合穴内周面の直角度や
内径寸法の加工誤差、嵌合凸部外周面の直角度や外径寸
法の加工誤差、さらに外輪の外径寸法や内輪の内径寸法
の寸法誤差が重畳され、旋回軸に対する軌道レール底面
の直角度を出すことがきわめて困難である。
【０００８】直角度が正確に出ていないと旋回時にテー
ブルにうねりが生じ、高精度の位置決めができなくな
る。そこで、直角度を出すためには各移動ブロック間に
ガイド機構を設けることも考えられるが、構造が複雑と
なってしまう。
【０００９】また、テーブルには軌道レールを固定する
ためのボルト穴が複数必要となるが、ボルト穴をテーブ
ルに所定ピッチで正確に加工する必要がある。
【００１０】さらに、テーブルに対して２軸平行・旋回
運動案内機構の旋回軸から離れた位置に力が作用した場
合、回転軸受に対して旋回軸を斜めに倒す方向のモーメ
ント荷重が作用するが、このモーメント荷重は軌道レー
ルを介して回転軸受に作用することになり、モーメント
荷重が軌道レールの長さ分だけ増幅され、回転軸受での
変位が大きくなってテーブルの傾きが増幅され、位置決
め精度悪化の原因となる。
【００１１】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、駆動
制御が容易でテーブル装置への組み付けが簡単でかつ高
精度に案内支持できる２軸平行・１軸旋回運動案内機構
およびこれを用いた２軸平行・旋回テーブル装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る２軸平行・１軸旋回運動案内機構にあ
っては、第１部材に対して第２部材を同一姿勢で互いに
交差する２軸方向に相対的に平行運動可能に支持するた
めの２軸平行運動案内部と、該２軸平行運動案内部に前
記第１部材とは反対側で装着されて前記第２部材を回転
可能に支持する回転支持部とを有することを特徴とす
る。
【００１３】本発明にあっては、平行運動させた任意の
位置で旋回運動させる場合でも、２軸平行運動案内部の
２軸方向が一定なので、旋回運動に対応する各軸方向へ
の変位分の割り出しが簡単にできる。
【００１４】また、旋回運動させた後でも、２軸平行運
動案内部の２軸方向は同一姿勢なので、２軸方向の平行
運動はきわめて容易である。
【００１５】前記回転支持部は、前記２軸平行運動案内
部に軸中心が前記２軸に対して直交する軸と略一致せし
められて装着された第１軌道輪と、該第１軌道輪に対し
て多数の転動体を介して相対回転自在に組み付けられ前
記第２部材に結合される第２軌道輪と、を備えたことを
特徴とする。
【００１６】また、第１部材に対して第２部材を同一姿
勢で互いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能と
し、かつ２軸に対して直交する軸の回りに相対的に旋回
運動させて姿勢変化を可能とする２軸平行・１軸旋回運
動案内機構において、前記第１部材に固定される第１軌
道レールと、該第１軌道レールに多数の転動体を介して
移動自在に組み付けられる移動ブロックと、該移動ブロ
ックに多数の転動体を介して前記第１軌道レールと交差
する方向に移動自在に組み付けられる第２軌道レール
と、該第２軌道レールに固定される第１軌道輪と、該第
１軌道輪に対して多数の転動体を介して相対回転自在に
組み付けられ前記第２部材に固定される第２軌道輪と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】本発明にあっては、第２軌道レールの上に
第１軌道輪を固定し、第２軌道輪に第２部材を固定する
ようにしたので、第１軌道輪を固定するだけでよく、組
み付け作業が簡単である。
【００１８】また、第１，第２軌道レールは一つの移動
ブロックに組み付けているので、一対の軌道レール底面
の同士の平行度を移動ブロックの加工によって出すこと
ができる。
【００１９】したがって、第１軌道輪の旋回軸と第２軌
道レール間だけを正確に直角度を出して組み付ければ、
旋回軸に対する第１軌道レール底面の直角度を出すこと
ができ、きわめて簡単に高精度に組み付けることがで
き、高精度の位置決めを行うことができる。
【００２０】また、テーブル側には、第２軌道輪を取り
付ける穴を設けるだけでよく、テーブル側の加工が簡単
である。
【００２１】さらに、テーブルに対して２軸平行・旋回
運動案内機構の旋回軸から離れた位置に力が作用した場
合、回転軸受に対して旋回軸を斜めに倒す方向のモーメ
ント荷重が作用するが、このモーメント荷重は第２軌道
輪を介して回転軸受に作用するだけで変位は小さい。
【００２２】第１または第２部材に固定される直線駆動
手段が移動ブロックに作動連結されていることを特徴と
する。
【００２３】直線駆動手段によって移動ブロックを押す
ことによって、第１と第２部材間を相対移動させること
ができる。
【００２４】このように移動ブロックに作動連結すれ
ば、第１，第２部材に直線駆動手段専用の特別の連結部
を設ける必要が無い。
【００２５】直線駆動手段はねじ送り機構であって、移
動ブロックに送りねじ軸が螺合するナット部が設けられ
ていることが好ましい。
【００２６】ねじ送り機構とすれば、ねじ軸が停止して
いる間はねじ軸とナット部間のねじ係合部によってねじ
軸方向の位置決めがなされる。
【００２７】移動ブロックの一側には第１軌道レールが
挿入される第１凹部を設け、第１軌道レールの左右側面
には上下２条づつ計４条の転動体転走溝を設けると共
に、第１凹部の左右内側面には第１軌道レールの４条の
転動体転走溝に対向する上下２条づつ計４条の転動体転
走溝を設け、また、移動ブロックには４条の転動体転走
溝と並行して４条の転動体逃げ通路を設けると共に、移
動ブロックの第１軌道レールに沿う方向の両端部には４
条の転動体転走溝と転動体逃げ通路の端部を接続する方
向転換路を備えた側蓋を設け、第１軌道レールと第１凹
部内側面間の互いに対応する４組の転動体転走溝間に介
装される転動体と各転動体転走溝との接触方向は、上下
２列の転動体列の間を通る水平線に対して、上下の２列
の転動体の接触方向が互いに対称的に傾斜する方向に設
定し、移動ブロックの他側には第２軌道レールが挿入さ
れる第２凹部を設け、第２軌道レールの左右側面には上
下２条づつ計４条の転動体転走溝を設けると共に、第２
凹部の左右内側面には、第２軌道レールの４条の転動体
転走溝に対向する上下２条づつ計４条の転動体転走溝を
設け、また、移動ブロックには４条の転動体転走溝と並
行して４条の転動体逃げ通路を設けると共に、移動ブロ
ックの第２軌道レールに沿う方向の両端部には４条の転
動体転走溝と転動体逃げ通路の端部を接続する方向転換
路を備えた側蓋を設け、第２軌道レールと第２凹部内側
面間の互いに対応する４組の転動体転走溝間に介装され
る転動体と各転動体転走溝との接触方向は、上下２列の
転動体列の間を通る水平線に対して、上下の２列の転動
体の接触方向が互いに対称的に傾斜する方向に設定する
ことが好適である。
【００２８】このように、移動ブロックの第１，第２凹
部と第１，第２軌道レール間にそれぞれ４列の転動体を
介装し、しかも４列の転動体の対応する転動体転走溝と
の接触方向を、上下２列の転動体の中央を通る水平線に
対して対称的に傾斜する方向としているので、旋回軸方
向に圧縮する荷重、旋回軸方向に引張る荷重、旋回軸と
直交する方向に作用する荷重、旋回軸を斜めに傾ける方
向のモーメント荷重等の全方向からの荷重に対して剛性
の高い支持構造が得られる。
【００２９】また、第１部材に対して第２部材を同一姿
勢で互いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能と
し、かつ２軸に対して直交する軸の回りに相対的に旋回
運動させて姿勢変化を可能とする２軸平行・１軸旋回運
動案内機構において、第１軌道レールと、該第１軌道レ
ールに多数の転動体を介して移動自在に組み付けられる
第１の移動ブロックと、該第１の移動ブロックに前記第
１軌道レールと交差する方向に固定される第２軌道レー
ルと、該第２軌道レールに多数の転動体を介して移動自
在に組み付けられる第２移動ブロックと、該第２移動ブ
ロックに固定される第１軌道輪と、該第１軌道輪に対し
て多数の転動体を介して相対回転自在に組み付けられる
第２軌道輪と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】この場合も、第２軌道レールの上に第１軌
道輪を固定し、第２軌道輪に第２部材を固定するように
したので、第１軌道輪を固定するだけでよく、組み付け
作業が簡単である。
【００３１】また、第２軌道レールを第１移動ブロック
に固定し、この第２軌道レールに第２移動ブロックを移
動自在に組み付けているので、互いに固定される第１移
動ブロックと第２軌道レール間の固定面と、第２移動ブ
ロックと第１軌道輪間の固定面だけを正確に直角度を出
して組み付ければ、旋回軸に対する第１軌道レール底面
の直角度を出すことができ、きわめて簡単に高精度に組
み付けることができ、高精度の位置決めを行うことがで
きる。
【００３２】また、テーブル側には、第２軌道輪を取り
付ける穴を設けるだけでよく、テーブル側の加工が簡単
である。
【００３３】さらに、テーブルに対して２軸平行・旋回
運動案内機構の旋回軸から離れた位置に力が作用した場
合、回転軸受に対して旋回軸を斜めに倒す方向のモーメ
ント荷重が作用するが、このモーメント荷重は第２軌道
輪を介して回転軸受に作用するだけで変位は小さい。
【００３４】第１軌道レールは、前記第１移動ブロック
を転動体を介して挟むようにして支持される一対の支持
壁を有することを特徴とする。
【００３５】このように、第１軌道レールを第１移動ブ
ロックを挟み込む構成とすれば、安定性が高くなる。
【００３６】第１軌道レールと第１移動ブロック間に、
第１移動ブロックを第１軌道レールに対して往復駆動さ
せる直線駆動機構を備えていることが好ましい。
【００３７】また、第１軌道レールと第１移動ブロック
の間に直線駆動機構を設ければ、駆動力と第１軌道レー
ルと第１移動ブロック間の転動体転動部と駆動力が作用
する位置との左右の距離が無くなるので、これにより転
動体転走部の転がり抵抗と駆動力により生じる左右のモ
ーメント荷重が作用しない。
【００３８】この直線駆動機構は、第１軌道レールの支
持壁と平行に配設され第１移動ブロックに設けられたね
じ孔に螺合されるねじ軸と、該ねじ軸を回転自在に支持
する回転軸受部と、ねじ軸を回転駆動する駆動手段と、
を備えていることが好適である。
【００３９】このようにすれば、基台とテーブルに別途
直線駆動機構を配置する必要がなくなる。
【００４０】また、第１軌道レールの左右支持壁の内側
面には上下２条づつ計４条の転動体転走溝を設けると共
に、第１移動ブロックの左右側面には第１軌道レールの
左右支持壁の４条の転動体転走溝に対向する上下２条づ
つ計４条の転動体転走溝を設け、また、第１移動ブロッ
クには４条の転動体転走溝と並行して４条の転動体逃げ
通路を設けると共に、移動ブロックの第１軌道レールに
沿う方向の両端部には４条の転動体転走溝と転動体逃げ
通路の端部を接続する方向転換路を備えた側蓋を設け、
第２移動ブロックには第２軌道レールが挿入される第２
凹部を設け、第２軌道レールの左右側面には上下２条づ
つ計４条の転動体転走溝を設けると共に、第２移動ブロ
ックの第２凹部左右内側面には、第２軌道レールの４条
の転動体転走溝に対向する上下２条づつ計４条の転動体
転走溝を設け、また、第２移動ブロックには４条の転動
体転走溝と並行して４条の転動体逃げ通路を設けると共
に、第２移動ブロックの第２軌道レールに沿う方向の両
端部には４条の転動体転走溝と転動体逃げ通路の端部を
接続する方向転換路を備えた側蓋を設けることが好まし
い。
【００４１】このように、第１移動ブロックと第１軌道
レールの支持壁間にそれぞれ４列の転動体を介装し、ま
た第２移動ブロックの凹部内側面と第２軌道レール間に
それぞれ４列の転動体を介装し、これらの転動体に対応
する転動体転走溝との接触方向を、上下２列の転動体の
中央を通る水平線に対して対称的に傾斜する方向として
おけば、旋回軸方向に圧縮する荷重、旋回軸方向に引張
る荷重、旋回軸と直交する方向に作用する荷重、旋回軸
を斜めに傾ける方向のモーメント荷重等の全方向からの
荷重に対して剛性の高い支持構造が得られる。
【００４２】また、第１軌道輪の外周に第２軌道輪が転
動体としての多数のローラを介して組み付けられる構成
で、第１軌道輪の外周面には略９０°の角度で半径方向
に外方に向かって開く２つの上下ローラ転走面によって
構成される第１軌道溝が設けられ、第２軌道輪の内周面
には前記第１軌道溝に対向して略９０°の角度で半径方
向内方に向かって開く２つの上下ローラ転走面によって
構成される第２軌道溝が設けられ、第１軌道溝と第２軌
道溝間に介装されるローラの一部は第１軌道溝の上ロー
ラ転走面と第２軌道溝の下ローラ転走面間に転動自在に
介装され、残りのローラが第１軌道溝の下ローラ転走面
と第２軌道溝の上ローラ転走面間に転動自在に介装され
ることが好適である。
【００４３】このように、第１軌道輪と第２軌道輪間に
ローラを介装する構成とすれば、一対の第１，第２軌道
輪の構成で、旋回軸方向に圧縮する荷重、旋回軸方向に
引張る荷重、旋回軸と直交する方向に作用する荷重、旋
回軸を斜めに傾ける方向のモーメント荷重等の全方向か
らの荷重に対して剛性の高い支持構造が得られる。した
がって、軽量でしかも高剛性の支持構造が得られる。ま
た、大型化を図ることができる。
【００４４】また、第１軌道溝の上ローラ転走面と第２
軌道溝の下ローラ転走面間に転動自在に介装されるロー
ラと、第１軌道溝の下ローラ転走面と第２軌道溝の上ロ
ーラ転走面間に転動自在に介装されるローラは交互に配
列されていることを特徴とする。
【００４５】第１軌道溝と第２軌道溝間に介装される多
数のローラに予圧を付与する予圧付与手段を設けること
が好ましい。
【００４６】予圧を付与することにより、一層の高剛性
化が図られる。
【００４７】上記構成の２軸平行・１軸旋回運動案内機
構を介して基台にテーブルを組み付け、テーブルを基台
に対して互いに交差する２軸方向に平行移動可能とし、
かつ前記２軸に対して直交する１軸を中心に旋回運動可
能としたことを特徴とする。
【００４８】基台上に２軸平行・１軸旋回運動案内機構
の第１軌道レールを固定し、第２軌道輪にテーブルを固
定することが好適である。
【００４９】また、基台上に２軸平行・１軸旋回運動案
内機構の第２軌道輪を固定し、第１軌道レールにテーブ
ルを固定することもできる。
【００５０】基台とテーブル間に複数の２軸平行・１軸
旋回運動案内機構を備えていることが好ましい。
【００５１】この複数の２軸平行・１軸旋回運動案内機
構は任意の位置に配置できるので、四角テーブルを支持
する場合、その４隅に配置することによってテーブルの
４隅のへたりをなくすことができる。また、テーブルの
中央に大きな中抜き構造が可能となり、透過作業および
重量軽減を図ることができる。
【００５２】テーブルと基台間には、テーブルを基台に
対して固定するブレーキ手段が設けられていることを特
徴とする。
【００５３】このブ レーキ手段によって停止位置が保
持される。
【００５４】ブレーキ手段は、テーブルまたは基台の一
方に接離可能なブレーキパッドと、テーブルまたは基台
の他方に固定され前記ブレーキパッドを案内保持する直
線案内機構と、前記ブレーキパッドをテーブルまたは基
台の一方に伸縮して押圧する押圧機構と、を備えて成る
ことを特徴とする。
【００５５】このように、直線案内機構を介してブレー
キパッドを案内保持するようにすれば、テーブルを介し
てブレーキパッドに作用する荷重は、直線案内機構によ
って支持され、押圧機構に対しては作用しない。
【００５６】したがって、押圧機構に横方向の剛性が無
くても、停止位置で押圧機構の変形による停止位置が変
化することがなく、位置ブレが生じない。
【００５７】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。
【００５８】図１乃至図３には、本願発明の一実施の形
態に係る２軸平行・１軸旋回運動案内機構１が示されて
いる。
【００５９】この実施の形態では一体構成の２軸平行運
動案内部７０と、この２軸平行運動案内部７０に組み付
けられる旋回運動案内部８０と、から構成されている。
【００６０】すなわち、２軸平行運動案内部７０は、第
１部材としての基台３４に固定される第１軌道レール２
と、第１軌道レール２に多数の転動体としてのボール３
を介して移動自在に組み付けられる移動ブロック４と、
この移動ブロック４に多数の転動体としてのボール５を
介して前記第１軌道レール２と交差する方向に移動自在
に組み付けられる第２軌道レール６とを備えた構成とな
っている。
【００６１】また、旋回運動案内部８０は、第２軌道レ
ール６に固定される第１軌道輪７と、第１軌道輪７に対
して多数の転動体としてのローラ８を介して相対回転自
在に組み付けられる第２軌道輪９と、を備え、この第２
の軌道輪９に第２部材としてのテーブル３３が固定され
ている。
【００６２】この内輪である第１軌道輪７と上記した直
線状の第２軌道レール６は、継手部材２９を介して連結
されている。
【００６３】継手部材２９は、第２軌道レール６が固定
される長方形状の第１継手板３１と、第１軌道輪７が固
定される円板状の第１継手板３０とを備えている。第１
継手板３０と第２継手板３１はボルト等の固着部３２に
よって固定されている。第２継手板３１外周には段凸部
３１１が設けられており、この段凸部３１１に内輪７が
上方から嵌着されている。段凸部３１１の上端面にはボ
ルト等の固着具３２にて押え部材７１が締め付け固定さ
れ、押え部材７１と段凸部３１１付け根位置の段部３１
１ａとの間で第１軌道輪７を上下から挟み付けるように
して固定している。
【００６４】一方、第２軌道輪９が固定されるテーブル
３３には、前記第１軌道輪７の押え部材７１が上方から
挿通可能な円形の開口部７２が設けられ、この開口部７
２の内周下縁に円形の段凹部７３が設けられ、この段凹
部７３に第２軌道輪７２が嵌着されている。さらに、段
凹部７３の開口縁にはボルト等の固着部３２によって第
２軌道輪９を押さえる押え部材７４が締め付け固定さ
れ、この押え部材７４と段凹部７３の段部７３ａとの間
で第２軌道輪９を上下から挟み付けるようにして固定し
ている。
【００６５】２軸平行運動案内部７０を詳細に説明する
と、図２に示すように、第１軌道レール２，移動ブロッ
ク４および第２軌道レール６は互いに直角に交差する２
方向の直線案内機構であり、移動ブロック４の下面に第
１軌道レール２が挿入される断面コ字状の第１凹部１０
が、移動ブロックの第１凹部１０と反対側の下面には第
２軌道レール６が挿入される第２凹部１１が設けられて
いる。
【００６６】第１軌道レール２の左右側面には２条づつ
計４条のボール転走溝１２が設けられており、この第１
軌道レール２の左右側面と対向する移動ブロックの第１
凹部１０の左右内側面に第１軌道レール２の左右のボー
ル転走溝１２と対応する４条のボール転走溝１３が設け
られている。
【００６７】また、移動ブロック４の下半部には、第１
凹部１０の４条のボール転走溝１２に対応する４条のボ
ール逃げ通路１４が平行に設けられ、移動ブロック４下
半部の第１凹部１０の両端部には、各移動ブロック４の
ボール転走溝１２の両端とボール逃げ通路１４の両端を
結ぶ４つの方向転換路１５を備えた側蓋１６が設けられ
ている。
【００６８】この第１軌道レール２と第１凹部１０の間
に介装される４列のボール３の接触方向は、ボール５と
第１軌道レール２と移動ブロック４の対応するボール転
走溝１２，１３との接触方向は、上下２条のボール列の
中央を通る水平線Ｈに対して所定角度αでもって対称的
に傾斜している。この実施の形態では、ボール３とボー
ル転走溝１２，１３との接点を結ぶ接触角線が第１凹部
１０の内側に向かって閉じ、第１凹部１０と反対の外側
に向かって開く外開き接触構造となっており、ボール５
には適宜予圧が付与されている。もちろん、第１凹部１
０の内側に向かって開く内開き接触構造としてもよい。
【００６９】一方、第２軌道レール６の左右側面にも２
条づつ計４条のボール転走溝１７が設けられ、この第２
軌道レール６の左右側面と対向する移動ブロック４の第
２凹部１１の左右内側面に第２軌道レール６左右のボー
ル転走溝１７と対応する４条のボール転走溝１８が設け
られている。
【００７０】また、移動ブロック４の上半部には、第２
凹部１１の４条のボール転走溝１８に対応する４条のボ
ール逃げ通路１９が平行に設けられ、移動ブロック４上
半部の第２凹部１１両端部には、移動ブロック４の各ボ
ール転走溝１８の両端とボール逃げ通路１９の両端を結
ぶ４つの方向転換路２０を備えた側蓋２１が設けられて
いる。
【００７１】また、第２軌道レール６と第２凹部１１の
間に介装される４列のボール５の接触方向は、上下２列
のボール５の中間を通る水平線Ｈに対して対称的に所定
角度α傾斜している。この実施の形態では、ボール５と
ボール転走溝１７，１８との接点を結ぶ接触角線が第２
凹部１１の内側に向かって閉じ、第２凹部１１と反対の
外側に向かって開く外開き接触構造となっている。もち
ろん、第２凹部１１の内側に向かって開く内開き接触構
造としてもよい。ボール５には適宜予圧が付与されてい
る。
【００７２】次に、旋回運動案内部８０を詳細に説明す
ると、図３に示されるように、第１，第２軌道輪７，９
は、同心的に配置される内輪と外輪によって構成され、
この実施の形態では第２軌道レール６に固定される第１
軌道輪７が内輪で、第２軌道輪８が外輪となっており、
本実施の形態では転動体としてローラ８が用いられてい
る。
【００７３】内輪である第１軌道輪７の外周面には略９
０°の角度で半径方向に外方に向かって開く２つの上下
ローラ転走面２２，２３によって構成される第１軌道溝
２４が設けられている。また、第２軌道輪９の内周面に
は第１軌道溝２４に対向して略９０°の角度で半径方向
内方に向かって開く２つの上下ローラ転走面２５，２６
によって構成される第２軌道溝２７が設けられている。
【００７４】第１軌道溝２４と第２軌道溝２５間に介装
されるローラ８の一部は第１軌道溝２４の上ローラ転走
面２２と第２軌道溝２７の下ローラ転走面２６間に転動
自在に介装され、残りのローラ８が第１軌道溝２４の下
ローラ転走面２３と第２軌道溝２７の上ローラ転走面２
５間に転動自在に介装されている。
【００７５】特に、第１軌道溝２４の上ローラ転走面２
２と第２軌道溝２７の下ローラ転走面２６間に転動自在
に介装されるローラ８と、第１軌道溝２４の下ローラ転
走面２３と第２軌道溝２７の上ローラ転走面２５間に転
動自在に介装されるローラ８は交互に直交するように配
列されたにいわゆる「クロスローラタイプ」となってい
る。また、ローラ８間にはスペーサリテーナ２８が介装
されている。
【００７６】もっとも、ローラ８の配列は交互に回転軸
を直交させるのではなく、２つおき、３つおきに回転軸
の向きを変えてもよく種々の配列が可能である。
【００７７】また、第１軌道輪２４と第２軌道輪２７間
に介装される多数のローラ８には予圧が付与されてい
る。
【００７８】予圧の付与は、この実施の形態では第１軌
道輪７を上下に２つ割りとして、各上，下ローラ転走面
２２，２３がローラ８に自由に当接した状態では第１軌
道輪７の半部７ａ，７ｂ間に隙間を形成し、半部２４
ａ，２４ｂの隙間が無くなるまで上下に締め付けること
により、各ローラ８を所定量圧縮して予圧を付与するよ
うになっている。
【００７９】予圧付与の構成としては、その他、第２軌
道輪９を一箇所にて自由状態で隙間を有するスリットを
設け、段凹部７３に装着すると第２軌道輪９のスリット
が絞まって縮径され、ローラ８を左右から挟圧して予圧
を付与するようにしてもよい。
【００８０】このように、第１軌道輪７と第２軌道輪９
間にローラ８を介装する構成とすれば、第１，第２軌道
輪７，８の構成で、旋回軸方向に圧縮する荷重、旋回軸
方向に引張る荷重、旋回軸Ｃと直交する方向に作用する
荷重、旋回軸Ｃを斜めに傾ける方向のモーメント荷重等
の全方向からの荷重に対して剛性の高い支持構造が得ら
れる。したがって、軽量でしかも高剛性の支持構造が得
られる。
【００８１】［２軸平行・旋回テーブル装置］図４およ
び図５には、上記した第１の実施の形態に係る２軸平行
・１軸旋回運動案内機構１を用いた２軸平行・旋回テー
ブル装置が示されている。
【００８２】この実施の形態では、４つの２軸平行・１
軸旋回運動案内機構１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを介して、
テーブル３３を基台３４に対して平行に互いに直交する
２軸方向に移動自在に支持すると共に、テーブル３３中
央部に位置する旋回軸Ｃ0を中心にして旋回可能となっ
ている。基台３４およびテーブル３３の中央部には、そ
れぞれ開口部３５，３６が設けられており、４つの２軸
平行・１軸旋回運動案内機構１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが
開口部３５，３６を取り囲むように９０度の角度、特に
テーブルの４隅に等配されている。このような四角形状
のテーブル３３を支持する場合、その４隅に配置するこ
とによってテーブルの４隅のへたりをなくすことができ
る。また、テーブル３３を中抜き構造とすることによ
り、透過作業および重量軽減を図ることができる。
【００８３】ここで旋回軸Ｃ0はテーブル３３の中心に
位置するもので、基台３４の中心軸Ｏとは異なる。すな
わち、テーブル３３は基台３４に対して２軸方向に平行
移動可能であり、平行移動すると当然に基台３４の中心
軸Ｏと旋回軸Ｃ0の位置はずれている。テーブルは平行
移動する任意の位置において旋回軸Ｃ0を中心に旋回可
能となっている。
【００８４】４つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１
Ａ〜１Ｄは、基台の中心軸Ｏに対して直交しかつ互いに
直交する２軸に対して対称的に配置されている。説明の
都合上２軸をＸ，Ｙ軸とし、Ｘ軸を水平方向、Ｙ軸を上
下方向とすると、Ｙ軸に対して左側であってＸ軸に対し
て上下に対称的に配置される２つの２軸平行・１軸旋回
運動案内機構１Ａ，１Ｂは、基台３４に固定される各第
１軌道レール２Ａ，２ＢがＸ軸に対して平行に配置さ
れ、第２軌道レール６Ａ，６ＢがＹ軸に対して平行に配
置されている。
【００８５】また、Ｙ軸に対して右側であってＸ軸に対
して上下に対称的に配置される２つの２軸平行・１軸旋
回運動案内機構１Ｃ，１Ｄは、基台３４に固定される第
１軌道レール２Ｃ，２ＤがＹ軸に対して平行で、第２軌
道レール６Ｃ，６ＤがＸ軸に対して平行となっている。
【００８６】これら４つの２軸平行・１軸旋回運動案内
機構１Ａ〜１Ｄのうち３つの２軸平行・１軸旋回運動案
内機構１Ａ，１Ｂ，１Ｄには、それぞれ直線方向に伸縮
駆動される直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄが作動
連結されている。
【００８７】すなわち、Ｙ軸に対して左側に位置する２
つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１Ａ，１ＢにＸ軸
方向に駆動する直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂが、Ｙ軸に
対して右側であってＸ軸に対して上側に位置する２軸平
行・１軸旋回運動案内機構１ＤにＹ軸方向に駆動する直
線駆動機構３７Ｄがそれぞれ連結され、右下に位置する
２軸平行・１軸旋回運動案内機構１Ｃは自由に運動する
ようになっている。
【００８８】直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄは、
２軸平行・１軸旋回運動案内機構１１Ａ，１Ｂ，１Ｄの
移動ブロック４Ａ，４Ｂ，４Ｄを基台３４に対して駆動
するもので、一端が基台３４に固定され、他端が各２軸
平行・１軸旋回運動案内機構１Ａ，１Ｂ，１Ｄの移動ブ
ロック４Ａ，４Ｂ，４Ｄに作動連結されている。このよ
うに基台３４に対して移動ブロック４Ａ，４Ｂ，４Ｄを
駆動するので、直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄは
基台３４に固定された第１軌道レール２Ａ，２Ｂ，２Ｄ
に沿ってＸ軸あるいはＹ軸方向に駆動される。
【００８９】もちろん、直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，
３７Ｄの一端をテーブル３３に固定して、テーブル３３
に対して移動ブロック４Ａ，４Ｂ，４Ｄを駆動する構成
としてもよく、この場合には、直線駆動機構３７Ａ，３
７Ｂ，３７Ｄはテーブル３３に固定される第２軌道レー
ル６Ａ，６Ｂ，６Ｄ方向に駆動するように構成される。
【００９０】直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄの構
成は同一構成で、回転モータ３８と、この回転モータ３
８の回転運動を直線運動に変換する送りねじ機構３９に
よって構成されている。送りねじ機構３９は、移動ブロ
ック４Ａ，４Ｂ，４Ｄにブラケット４０を介して連結さ
れるナット４１と、ナット４１に螺合されるねじ軸４２
と、このねじ軸４２を回転自在に支持する複列アンギュ
ラコンタクトタイプのベアリング４３と、このベアリン
グ４３を支持するベアリングサポート４４とを備えた構
成となっている。また、回転モータ３８は、基台３４上
にブラケット４５を介して固定され、モータ軸４６が継
手部材４７を介してねじ軸４２の軸端に連結されてい
る。
【００９１】なお、これら直線駆動機構３７Ａ，３７
Ｂ，３７Ｄを２軸平行・１軸旋回運動案内機構１Ａ，１
Ｂ，１Ｄとは無関係に、基台３４とテーブル３３間に連
結してもよい。
【００９２】また、これら直線駆動機構３７Ａ，３７
Ｂ，３７Ｄの側方には、送り量を検出する検出機構４８
が設けられている。
【００９３】たとえば、テーブル３３をＸ方向に平行移
動させる場合には、Ｘ方向に駆動する２つの直線駆動機
構３７Ａ，３７Ｂを同期して同一量だけ駆動する。する
と、２つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１Ａ，１Ｂ
の移動ブロック４Ａ，４Ｂが第１軌道レール２Ａ，２Ｂ
に対してＸ軸方向に相対移動し、Ｙ軸の右側に位置する
２つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１Ｃ，１Ｄの第
２軌道レール６Ｃ，６Ｄが移動ブロック４Ｃ，４Ｄに対
してＸ軸方向に相対移動する。
【００９４】次に、テーブル３３をＹ方向に平行移動さ
せる場合には、Ｙ方向に駆動する直線駆動機構３７Ｃを
駆動させれば、Ｙ軸の左側に位置する２つの２軸平行・
１軸旋回運動案内機構１Ａ，１Ｂの移動ブロック４Ａ，
４Ｂに対して第２軌道レール６Ａ，６ＢがＹ軸方向に相
対移動し、Ｙ軸の右側に位置する２つの２軸平行・１軸
旋回運動案内機構１Ｃ，１Ｄの移動ブロック４Ｃ，４Ｄ
が第１軌道レール２Ｃ，２Ｄに対してＹ軸方向に相対移
動する。
【００９５】このようにＸ軸方向に駆動する２つの直線
駆動機構３７Ａ，３７Ｂの同期駆動と、Ｙ軸方向に駆動
する１つの直線駆動機構３７Ｄの駆動を組み合わせるこ
とによって、テーブル３３を同一姿勢のままでＸ軸およ
びＹ軸方向に平行移動させることができる。この時、テ
ーブル３３の旋回軸Ｃ0も、Ｘ軸およびＹ軸方向に平行
に移動している。
【００９６】一方、テーブル３３を旋回軸Ｃ0に対して
旋回させる場合には、図５に示すように、Ｘ軸方向の直
線駆動機構３７Ａ，３７Ｂとを互いに逆方向に同一量＋
ΔＸ，−ΔＸだけ駆動させ、一方、直線駆動機構３７Ｄ
をＹ軸方向に所定量ΔＹだけ駆動させる。これにより、
中心軸Ｏを中心にしてテーブルは所定角度Δθだけ旋回
する。このΔＸ，ΔＹ及びΔθの関係は幾何学的に定ま
るもので、予め関係式を制御装置に記憶させておけば、
旋回角度を指示することにより、ΔＸ，ΔＹの量および
各回転モータの回転量が演算され、直線駆動機構３７
Ａ，３７Ｂ，３７Ｄが制御される。
【００９７】直線駆動機構３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄとし
ては、ねじ送り機構３９を用いずにリニアモータを用い
て直接駆動するようにしてもよいし、油圧等の液圧，空
気圧等のガス圧を利用する流体油アクチュエータを利用
してもよい。
【００９８】また、テーブル３３と基台３４間には、テ
ーブル３３を基台３４に対して固定するブレーキ手段と
してのブレーキ機構４９が、２箇所に設けられている。
【００９９】一方、ブレーキ機構４９は、シリンダブラ
ケット５０を介して基台３４に固定される押圧機構とし
ての油圧等の液圧，空気圧等のガス圧等の流体圧を利用
するシリンダ５１と、ブレーキブラケット５２を介して
テーブル３３に固定されるブレーキプレート５３と、を
備えている。ブレーキプレート５３は２箇所のブレーキ
ブラケット５２に横方向からそれぞれ２個のボルト等の
固定具にて固定され、シリンダ５１がブレーキプレート
５３を跨いだ形となっている。
【０１００】シリンダ５１はエアシリンダ等のガス圧シ
リンダで、シリンダブラケット５０にボルト等の固定具
にて固定されている。シリンダブラケット５０にはシリ
ンダ５１から下方に延びるピストンロッド５４を通すた
めの穴５５が開けられており、そのロッド先端にボルト
等の固定具によってパッドブラケット５６が固定されて
いる。さらに、バッドブラケット５６には、ブレーキバ
ッド５７が下方向からボルト等の固定具によって固定さ
れ、ブレーキプレート５３を押し込む位置にある。
【０１０１】また、シリンダブラケット５０には長穴５
０ａが設けられ、この長穴５０ａに部分的に潜った形で
レールブラケット５８が設けられ、レールブラケット５
８がシリンダブラケット５０が上方からボルト等の固定
具によって固定されている。このレールブラケット５８
に、直線運動案内機構５９の軌道レール６０が横方向か
ら２個のボルト等の固定具によって固定され、直線運動
案内機構５９の移動ブロック６１にはブロックブラケッ
ト６２がボルト等の固定具によって固定されている。直
線運動案内機構５９は、軌道レール６０に対して転動体
を介して移動ブロック６１が移動自在に組み付けられた
ものである。
【０１０２】さらに、ブロックブラケット６２に対し
て、シリンダブラケット５０に潜った位置で、横方向か
ら２個のボルト等の固定具でパッドブラケット５６が固
定されている。したがって、シリンダ５１のピストンロ
ッド５４が上下方向へ駆動すると、直線運動案内機構５
９の移動ブロック６１も同方向に案内される。
【０１０３】上記ブレーキ機構４９は次のように作動す
る。
【０１０４】シリンダ５１のピストンロッド５４が下方
向へ駆動されると、そのロッド先端にあるブレーキパッ
ド７がブレーキプレート５３を押すことになる。ブレー
キプレート５３が上下方向の板厚をかなり薄くした形状
となっているため、たわみを発生し、基台３４に対して
押し込まれる。
【０１０５】ブレーキプレート５３は左右方向に板幅を
広くした形状であり、またブレーキブラケット５２には
剛性を持たせてあるため、テーブル３３上面への影響が
ほとんど無い。
【０１０６】また、シリンダ５１は横方向の荷重に対し
て、ほとんど剛性が無いので、シリンダ５１の横に直線
運動案内機構５９に取り付けてあるブロックブラケット
６２とシリンダ５１のピストンロッド５４先端部に取り
付けてあるパッドブラケット５６に連結することで横方
向荷重に対して高剛性を得ている。
【０１０７】なお、この押圧機構としては流体圧シリン
ダの他にソレノイド等の電磁力等を利用したリニアアク
チュエータを用いてもよい。
【０１０８】また、直線運動案内機構５９としては、横
方向荷重を受け持つものであればよく、転がり案内を利
用した他のリニア軸受はもちろん、すべり軸受を用いて
もよい。
【０１０９】［第２の実施の形態］図７には本発明の２
軸平行・１軸旋回運動案内機構の第２の実施の形態が示
されている。
【０１１０】この２軸平行・１軸旋回運動案内機構１０
０は、一軸方向の第１の直線運動案内部１７０と、この
第１の直線運動案内部１７０と交差するように重ねて配
置される第２の直線運動案内部１９０と、この第２の直
線運動案内部１９０にさらに重ねて組み付けられる旋回
運動案内部１８０とを備えている。
【０１１１】すなわち、第１の直線運動案内部１７０
は、第１軌道レール１０１と、第１軌道レール１０１に
多数の転動体としてのボール１０２を介して移動自在に
組み付けられる第１移動ブロック１０３とを備えた構成
となっている。
【０１１２】第２の直線運動案内部１９０は、第１の直
線運動案内部１７０の第１移動ブロック１０３に対して
第１軌道レール１０１と直交する方向に交差するように
固定される第２軌道レール１０４と、この第２軌道レー
ル１０４に多数の転動体としてのボール１０５を介して
第２軌道レール１０４に沿って移動自在に組み付けられ
る第２移動ブロック１０６とを備えた構成となってい
る。
【０１１３】旋回運動案内部１８０は、この第２の直線
運動案内部１９０の第２移動ブロック１０６に固定され
る第１軌道輪１０７と、第１軌道輪１０７に対して多数
の転動体としてのローラ１０８を介して相対回転自在に
組み付けられる第２軌道輪１０９と、を備えている。
【０１１４】この内輪である第１軌道輪１０７と上記し
た第２移動ブロック１０６は、継手部材１２９を介して
連結されている。
【０１１５】継手部材１２９は、第２移動ブロック１０
６が固定される長方形状の第１継手板１３１と、第１軌
道輪１０７が固定される円板状の第１継手板１３０とを
備えている。第１継手板１３０と第２継手板１３１はボ
ルト等の固着部１３２によって固定されている。第２継
手板１３１外周には段凸部１３１１が設けられており、
この段凸部１３１１に内輪１０７が上方から嵌着されて
いる。段凸部１３１１の上端面にはボルト等の固着具１
３２にて押え部材１７１が締め付け固定され、押え部材
１７１と段凸部１３１１付け根位置の段部１３１１ａと
の間で第１軌道輪１０７を上下から挟み付けるようにし
て固定している。
【０１１６】一方、第２軌道輪１０９が固定されるテー
ブル１３３には、前記第１軌道輪１０７の押え部材１７
１が上方から挿通可能な円形の開口部１７２が設けら
れ、この開口部１７２の内周下縁に円形の段凹部１７３
が設けられ、この段凹部１７３に第２軌道輪１７２が嵌
着されている。さらに、段凹部１７３の開口縁にはボル
ト等の固着部１３２によって第２軌道輪１０９を押さえ
る押え部材１７４が締め付け固定され、この押え部材１
７４と段凹部１７３の段部１７３ａとの間で第２軌道輪
１０９を上下から挟み付けるようにして固定している。
【０１１７】次に、上記第１の直線運動案内部１７０に
ついて詳述する。
【０１１８】図８(ａ)，(ｂ)に示されるように、第１軌
道レール１０１は、第１移動ブロック１０３を挟むよう
にして支持する一対の支持壁部１１０，１１０と、この
支持壁部１１０，１１０を連結する底壁部１１０ａによ
って構成される一体成形物で、左右の支持壁部１１０，
１１０内周面に上下２条づつ計４条のボール転走溝１１
２が形成されている。また、第１移動ブロック１０３の
左右外側面に支持壁１１０，１１０内周に形成されたボ
ール転走溝１１２，１１２に対応する上下２条づつ計４
条のボール転走溝１１３が形成されている。
【０１１９】一方、第１移動ブロック１０３には、左右
側面の４条のボール転走溝１１３に対応する４条のボー
ル逃げ通路１１４が平行に設けられ、両端にボール転走
溝１１３の両端とボール逃げ孔１１４の両端を結ぶ４つ
の方向転換路１１５を備えた側蓋１１６が設けられてい
る。
【０１２０】この第１軌道レール１０１の左右支持壁１
１０と第１移動ブロック１０３外側面のボール転走溝１
１２，１１３間に介装される４列のボール１０２の接触
方向は、上下２列のボール１０２の中央を通る水平線Ｈ
に対して所定の接触角αでもって対称的に傾斜してい
る。この実施の形態では、ボール１０２とボール転走溝
１１２，１１３との接点を結ぶ接触角線が第１移動ブロ
ック１０３の中心に向かって開き、第１移動ブロック１
０３と反対の外側に向かって閉じる内開き接触構造とな
っている。
【０１２１】さらに、この第１の直線運動案内部１７０
には、適宜直線駆動機構２００を一体に組み付け、駆動
機構付き２軸平行・１軸旋回運動案内機構とすることが
できる。
【０１２２】すなわち、第１移動ブロック１０３の中央
部に、左右のボール転走溝１１３と平行に延びるねじ孔
２０１が設けられ、このねじ孔２０１にねじ軸２０２が
螺合されている。このねじ孔２０１とねじ軸２０２の間
にボールを転動自在に介装してボールねじ機構とするこ
とが好ましい。
【０１２３】ねじ軸２０２の両端は、第１軌道レール１
０１に固定されるベアリングサポート２０３に、ベアリ
ング２０４を介して回転自在に支持されている。また、
ねじ軸２０２の一端は、継手部材２０５を介して、第１
軌道レール１０１に固定される回転モータ２０６の出力
軸２０７と連結される。
【０１２４】次に、第２の直線運動案内部１９０につい
て詳述する。
【０１２５】すなわち、図８(ｃ)，(ｄ)に示されるよう
に、第２移動ブロック１０６の下面には、第１移動ブロ
ック１０３上に固定される第２軌道レール１０４が挿入
される第２凹部１１１が設けられている。
【０１２６】第２軌道レール１０４の左右側面にも２条
づつ計４条のボール転走溝１１７が設けられ、この第２
軌道レール１０４の左右側面と対向する第２移動ブロッ
ク１０６の第２凹部１１１の左右内側面に第２軌道レー
ル１０４左右のボール転走溝１１７と対応する４条のボ
ール転走溝１１８が設けられている。
【０１２７】また、第２移動ブロック１０６には、第２
凹部１１１の４条のボール転走溝１１８に対応する４条
のボール逃げ通路１１９が平行に設けられ、移動ブロッ
ク１０６の第２凹部１１１両端部には、移動ブロック１
０６の各ボール転走溝１１８の両端とボール逃げ通路１
１９の両端を結ぶ４つの方向転換路１２０を備えた側蓋
１２１が設けられている。
【０１２８】また、第２軌道レール１０４と第２凹部１
１１の間に介装される４列のボール１０５の接触方向
は、上下２列のボール１０５の中間を通る水平線Ｈに対
して対称的に所定角度α傾斜している。この実施の形態
では、ボール１０５とボール転走溝１１７，１１８との
接点を結ぶ接触角線が第２凹部１１１の内側に向かって
閉じ、第２凹部１１１と反対の外側に向かって開く外開
き接触構造となっている。
【０１２９】次に、旋回運動案内部１８０について詳述
する。
【０１３０】図９に示されるように、第１，第２軌道輪
１０７，１０９は、同心的に配置される内輪と外輪によ
って構成され、この実施の形態では第２軌道レール１０
４に固定される第１軌道輪１０７が内輪で、第２軌道輪
１０８が外輪となっており、本実施の形態では転動体と
してローラ１０８が用いられている。
【０１３１】この内輪である第１軌道輪１０７と上記し
た第２移動ブロック１０６が、上記したように継手部材
１２９を介して連結されている。
【０１３２】内輪である第１軌道輪１０７の外周面には
略９０°の角度で半径方向に外方に向かって開く２つの
上下ローラ転走面１２２，１２３によって構成される第
１軌道溝１２４が設けられている。また、第２軌道輪１
０９の内周面には第１軌道溝１２４に対向して略９０°
の角度で半径方向内方に向かって開く２つの上下ローラ
転走面１２５，１２６によって構成される第２軌道溝１
２７が設けられている。
【０１３３】第１軌道溝１２４と第２軌道溝１２５間に
介装されるローラ１０８の一部は第１軌道溝１２４の上
ローラ転走面１２２と第２軌道溝１２７の下ローラ転走
面１２６間に転動自在に介装され、残りのローラ１０８
が第１軌道溝１２４の下ローラ転走面１２３と第２軌道
溝１２７の上ローラ転走面１２５間に転動自在に介装さ
れている。
【０１３４】特に、第１軌道溝１２４の上ローラ転走面
１２２と第２軌道溝１２７の下ローラ転走面１２６間に
転動自在に介装されるローラ１０８と、第１軌道溝１２
４の下ローラ転走面１２３と第２軌道溝１２７の上ロー
ラ転走面１２５間に転動自在に介装されるローラ１０８
は交互に直交するように配列されたにいわゆる「クロス
ローラタイプ」となっている。また、ローラ１０８間に
はスペーサリテーナ１２８が介装されている。
【０１３５】もっとも、ローラ１０８の配列は交互に回
転軸を直交させるのではなく、２つおき、３つおきに回
転軸の向きを変えてもよく種々の配列が可能である。
【０１３６】また、第１軌道輪１０７と第２軌道輪１０
９間に介装される多数のローラ１０８には予圧を付与さ
れている。
【０１３７】予圧の付与は、この実施の形態では第１軌
道輪１０７を上下に２つ割りとして、各上，下ローラ転
走面１２２，１２３がローラ１０８に自由に当接した状
態では第１軌道輪１０７の半部１０７ａ，１０７ｂ間に
隙間を形成し、半部１０７ａ，１０７ｂの隙間が無くな
るまで上下に締め付けることにより、各ローラ１０８を
所定量圧縮して予圧を付与するようになっている。
【０１３８】予圧付与の構成としては、その他、第２軌
道輪１０９を一箇所にて自由状態で隙間を有するスリッ
トを設け、段凹部１７３に装着すると第２軌道輪１０９
のスリットが絞まって縮径され、ローラ１０８を左右か
ら挟圧して予圧を付与するようにしてもよい。
【０１３９】このように、第１軌道溝１２４と第２軌道
溝１２７間にローラ１０８を介装する構成とすれば、第
１，第２軌道輪１２４，１２７の構成で、旋回軸方向に
圧縮する荷重、旋回軸方向に引張る荷重、旋回軸Ｃと直
交する方向に作用する荷重、旋回軸Ｃを斜めに傾ける方
向のモーメント荷重等の全方向からの荷重に対して剛性
の高い支持構造が得られる。したがって、軽量でしかも
高剛性の支持構造が得られる。
【０１４０】［２軸平行・旋回テーブル装置］図１０に
は、上記した第２の実施の形態に係る２軸平行・１軸旋
回運動案内機構１００を用いた２軸平行・旋回テーブル
装置の概略構成が示されている。
【０１４１】この実施の形態でも、４つの２軸平行・１
軸旋回運動案内機構１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１
００Ｄを介して、テーブル１３３を基台１３４に対して
平行に互いに直交する２軸方向に移動自在に支持すると
共に、テーブル１３３中央部に位置する旋回軸Ｃ0を中
心にして旋回可能となっている。
【０１４２】ここで旋回軸Ｃ0はテーブル１３３の中心
に位置するもので、基台１３４の中心軸Ｏとは異なる。
すなわち、テーブル１３３は基台１３４に対して２軸方
向に平行移動可能であり、平行移動すると当然に基台１
３４の中心軸Ｏと旋回軸Ｃ0の位置はずれている。テー
ブル１３３は平行移動する任意の位置において旋回軸Ｃ
0を中心に旋回可能となっている。
【０１４３】４つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１
００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄは、基台１３４
の中心軸Ｏに対して対称的に配置されている。
【０１４４】説明の都合上中心軸Ｏを通る直交する２軸
をＸ，Ｙ軸とすると、Ｙ軸に対して左側であってＸ軸に
対して上側に配置される２軸平行・１軸旋回運動案内機
構１００ＡとＹ軸に対して右側であってＸ軸に対して下
側に配置される２軸平行・１軸旋回運動案内機構１００
Ｃが、基台に固定される各第１軌道レールがＸ軸に対し
て平行に配置され、第２軌道レール１００がＹ軸に対し
て平行となっている。
【０１４５】また、Ｙ軸に対して左側であってＸ軸に対
して下側に配置される２軸平行・１軸旋回運動案内機構
１００ＢとＹ軸に対して右側であってＸ軸に対して上側
に配置される２軸平行・１軸旋回運動案内機構１００Ｄ
は、基台１３４に固定される第１軌道レール１０１Ｂ，
１０１ＤがＹ軸に対して平行で、第２軌道レール１０４
がＸ軸に対して平行となっている。
【０１４６】これら４つの２軸平行・１軸旋回運動案内
機構のうち３つの２軸平行・１軸旋回運動案内機構１０
０Ａ，１００Ｃ，１００Ｄには、それぞれ直線方向に伸
縮駆動される直線駆動機構２００Ａ，２００Ｃ，２００
Ｄが組み付けられている。
【０１４７】たとえば、テーブル１３３をＸ方向に平行
移動させる場合には、２つのＸ軸方向の直線駆動機構２
００Ａ，２００Ｃを同期して同一量だけ駆動する。する
と、Ｙ軸の２軸平行・１軸旋回運動案内機構１００Ｂ，
１００Ｄの第２移動ブロック１０６Ｂ，１０６Ｄが第２
軌道レール１０４Ｂ，１０４Ｄに沿ってＸ軸方向に相対
移動する。
【０１４８】次に、テーブル１３３をＹ方向に平行移動
させる場合には、Ｙ軸方向の直線駆動機構２００Ｄを駆
動させれば、２軸平行・１軸旋回運動案内機構１００
Ａ，１００Ｃの第２移動ブロック１０６Ａ，１０６Ｃが
第２軌道レール１０４Ａ，１０４Ｃに沿ってＹ軸方向に
相対移動する。
【０１４９】このように２つのＸ軸方向の直線駆動機構
２００Ａ，２００Ｃの同期した駆動と、Ｙ軸方向の直線
駆動機構２００Ｄの駆動との組み合わせによって、テー
ブル１３３Ｘ軸およびＹ軸方向に平行に駆動することが
できる。この時、テーブル１３３の旋回軸Ｃ0も、Ｘ軸
及びＹ軸方向に平行に移動している。
【０１５０】一方、テーブル１３３を旋回軸Ｃ0に対し
て旋回させる場合には、Ｘ軸方向の直線駆動機構２００
Ａ，２００Ｃを互いに逆方向に同一量＋ΔＸ，−ΔＸだ
け駆動させ、一方、Ｙ軸方向の直線駆動機構２００Ｄを
Ｙ軸方向に所定量ΔＹだけ駆動させる。これにより、旋
回軸Ｏを中心にしてテーブル１３３は所定角度Δθだけ
旋回する。このΔＸ，ΔＹ及びΔθの関係は幾何学的に
定まるもので、予め関係式を制御装置に記憶させておけ
ば、旋回角度を指示することにより、ΔＸ，ΔＹの量お
よび各回転モータの回転量が演算され、直線駆動機構３
７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄが制御される。
【０１５１】直線駆動機構２００Ａ，２００Ｂ，２００
Ｄとしては、ねじ送り機構３９を用いずにリニアモータ
を用いて直接駆動するようにしてもよいし、油圧等の液
圧，空気圧等のガス圧を利用する流体油アクチュエータ
を利用してもよい。
【０１５２】また、特に説明しないが、第１の実施の形
態と同様に、テーブル１３３を基台１３４に対して固定
するブレーキ機構４９を設けることができるのはもちろ
んである。
【０１５３】なお、上記第１の実施の形態では、２軸平
行運動案内部として、移動ブロックの互いに反対側の面
に互いに直交するように設けられた第１，第２凹溝に転
動体を介して第１，第２軌道レールを直線運動自在に組
み付けた構成とし、第２の実施の形態では、２軸平行運
動案内部として、第１軌道レールの左右支持壁の間に第
１移動ブロックを多数の転動体を介して直線移動自在に
支持し、第１移動ブロックに対して第２軌道レールを第
１軌道レールに対して直交する方向に固定し、この第２
軌道レールに転動体を介して第２移動ブロックを直線移
動自在に組み付けた構成としたが、２軸平行運動案内部
の構成はこれらの実施の形態の構成に限定されるもので
はなく、第１部材に対して第２部材を、同一姿勢で互い
に交差する２軸方向に相対的に平行運動可能に支持する
構成であればよく、多岐にわたる構成が適用可能である
ことはもちろんである。
【０１５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１部材に対して第２部材を同一姿勢で互いに交差する
２軸方向に相対的に平行運動可能に支持しているので、
平行運動させた任意の位置で旋回運動させる場合でも、
２軸平行運動案内部の２軸方向が一定となり、旋回運動
に対応する各軸方向への変位分の割り出しが簡単にでき
る。
【０１５５】また、旋回運動させた後でも、２軸平行運
動案内部の２軸方向は同一姿勢なので、２軸方向の平行
運動はきわめて容易である。
【０１５６】第２軌道レールの上に第１軌道輪を固定
し、第２軌道輪に第２部材を固定するようにしたので、
第１軌道輪を固定するだけでよく、組み付け作業が簡単
である。
【０１５７】また、第１，第２軌道レールは一つの移動
ブロックに組み付けているので、一対の軌道レール底面
の同士の平行度を移動ブロックの加工によって出すこと
ができ、第１軌道輪の旋回軸と第２軌道レール間だけを
正確に直角度を出して組み付ければ、旋回軸に対する第
１軌道レール底面の直角度を出すことができ、きわめて
簡単に高精度に組み付けることができ、高精度の位置決
めを行うことができる。
【０１５８】また、テーブル側には、第２軌道輪を取り
付ける穴を設けるだけでよく、テーブル側の加工が簡単
である。
【０１５９】さらに、テーブルに対して２軸平行・旋回
運動案内機構の旋回軸から離れた位置に力が作用した場
合、回転軸受に対して旋回軸を斜めに倒す方向のモーメ
ント荷重が作用するが、このモーメント荷重は第２軌道
輪を介して回転軸受に作用するだけで変位は小さい。
【０１６０】第１または第２部材に固定される直線駆動
手段を移動ブロックに作動連結すれば、直線駆動手段に
よって移動ブロックを押すことによって、第１と第２部
材間を相対移動させることができ、第１，第２部材に直
線駆動手段専用の特別の連結部を設ける必要が無くな
る。
【０１６１】また、第２軌道レールを第１移動ブロック
に固定し、この第２軌道レールに第２移動ブロックを移
動自在に組み付ければ、互いに固定される第１移動ブロ
ックと第２軌道レール間の固定面と、第２移動ブロック
と第１軌道輪間の固定面だけを正確に直角度を出して組
み付ければ、旋回軸に対する第１軌道レール底面の直角
度を出すことができ、きわめて簡単に高精度に組み付け
ることができ、高精度の位置決めを行うことができる。
【０１６２】また、第１軌道レールは、前記第１移動ブ
ロックを転動体を介して挟むようにして支持する構成と
すれば、安定性が高くなる。
【０１６３】また、第１軌道レールと第１移動ブロック
の間に直線駆動機構を設ければ、駆動力と第１軌道レー
ルと第１移動ブロック間の転動体転動部と駆動力が作用
する位置との左右の距離が無くなるので、これにより転
動体転走部の転がり抵抗と駆動力により生じる左右のモ
ーメント荷重が作用しない。
【０１６４】また、第１軌道輪と第２軌道輪間にローラ
を介装する構成とすれば、一対の第１，第２軌道輪の構
成で、旋回軸方向に圧縮する荷重、旋回軸方向に引張る
荷重、旋回軸と直交する方向に作用する荷重、旋回軸を
斜めに傾ける方向のモーメント荷重等の全方向からの荷
重に対して剛性の高い支持構造が得られる。したがっ
て、軽量でしかも高剛性の支持構造が得られる。
【０１６５】また、複数の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構でテーブルを支持する場合、この複数の２軸平行・
１軸旋回運動案内機構はテーブルの任意の位置に配置で
きるので、四角テーブルを支持する場合、その４隅に配
置することによってテーブルの４隅のへたりをなくすこ
とができる。また、テーブルの中央に大きな中抜き構造
が可能となり、透過作業および重量軽減を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る２軸平
行・１軸旋回運動案内機構を示すもので、同図(ａ)は一
部破断正面図、同図(ｂ)は一部破断側面図である。
【図２】図２(ａ)は図１の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構の一部破断分解斜視図、同図(ｂ)は同図(ａ)２軸平
行運動案内部の下半部を断面にして示す図、同図(ｃ)は
同図(ｂ)のボール循環路の構成を示す断面図、同図(ｄ)
は同図(ａ)のＸＹガイド機構の上半部を断面にして示す
図、同図(ｅ)は同図(ｄ)のボール循環路の構成を示す断
面図である。
【図３】図３(ａ)は図１の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構の回転支持部の一部破断斜視図、同図(ｂ)は同図
(ａ)の部分断面図である。
【図４】図４は図１の２軸平行・１軸旋回運動案内機構
を用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置を示すもの
で、同図(ａ)はテーブルを省略して２点鎖線で示す平面
図、同図(ｂ)は正面図である。
【図５】図５は図４のテーブルの平面図である。
【図６】図６は図４のテーブル装置のブレーキ機構を示
す図である。
【図７】図７は本発明の第２の実施の形態に係る２軸平
行・１軸旋回運動案内機構を示すもので、同図(ａ)は一
部破断正面図、同図(ｂ)は一部破断側面図である。
【図８】図８(ａ)は図７の第１軌道レールと第１移動ブ
ロック部の断面図、同図(ｂ)は同図(ａ)のボール循環路
を示す断面図、同図(ｃ)は図７の第２軌道レールと第２
移動ブロック部の断面図、同図(ｄ)は同図(ｃ)のボール
の循環路を示す断面図である。
【図９】図９(ａ)は図７の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構の回転支持部の一部破断斜視図、同図(ｂ)は同図
(ａ)の部分断面図である。
【図１０】図１０は図７の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構を用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置を示すも
ので、同図(ａ)はテーブルを省略して２点鎖線で示す平
面図、同図(ｂ)は正面図である。
【図１１】図１１は従来の２軸平行・１軸旋回運動案内
機構を用いたテーブル装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１２軸平行・１軸旋回運動案内機構 ２ 第１軌道レール ３ ボール（転動体） ４ 移動ブロック ５ ボール（転動体） ６ 第２軌道レール ７ 第１軌道輪 ８ ローラ（転動体） ９ 第２軌道輪 １０ 第１凹部 １１ 第２凹部 １２ ボール転走溝（第１軌道レール） １３ ボール転走溝（第１凹部） １４ ボール逃がし通路 １５ 方向転換路 １６ 側蓋 １７ ボール転走溝（第２軌道レール） １８ ボール転走溝（第２凹部） １９ ボール逃がし通路 ２０ 方向転換路 ２１ 側蓋 ２２ 上ローラ転走面 ２３ 下ローラ転走面 ２４ 第１軌道溝 ２５ 上ローラ転走面 ２６ 下ローラ転走面 ２７ 第２軌道溝 ２９ 継手部材 ３３ テーブル（第２部材） ３４ 基台（第１部材） ３７ 直線駆動機構 ３８ 回転モータ ３９ 送りねじ機構 ４１ ナット ４２ ねじ軸 ４９ ブレーキ機構 ５１ シリンダ ５７ ブレーキパッド ５９ 直線運動案内機構 ６０ 軌道レール ６１ 移動ブロック ７０ ２軸平行運動案内部 ８０ 旋回運動案内部 １００ ２軸平行・１軸旋回運動案内機構 １０１ 第１軌道レール １０２ ボール（転動体） １０３ 第１移動ブロック １０４ 第２軌道レール １０５ ボール（転動体） １０６ 第２移動ブロック １０７ 第１軌道輪 １０８ ローラ １０９ 第２軌道輪 １１０ 支持壁部 １１１ 第２凹部 １１２ ボール転走溝（第１軌道レール） １１３ ボール転走溝（第１移動ブロック） １１４ ボール逃がし通路 １１５ 方向転換路 １１６ 側蓋 １１７ ボール転走溝（第２軌道レール） １１８ ボール転走溝（第２移動ブロックの第２凹部） １１９ ボール逃がし通路 １２０ 方向転換路 １２１ 側蓋 １２２ 上ローラ転走面 １２３ 下ローラ転走面 １２４ 第１軌道溝 １２５ 上ローラ転走面 １２６ 下ローラ転走面 １２７ 第２軌道溝 １２９ 継手部材 １３３ テーブル １３４ 基台 ２００ 直線駆動機構 ２０１ ねじ孔 ２０２ ねじ軸 ２０６ 回転モータ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１部材に対して第２部材を同一姿勢で互
    いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能に支持す
    るための２軸平行運動案内部と、 該２軸平行運動案内部に前記第１部材とは反対側で装着
    されて前記第２部材を回転可能に支持する回転支持部と
    を有することを特徴とする２軸平行・１軸旋回運動案内
    機構。
  2. 【請求項２】前記回転支持部は、前記２軸平行運動案内
    部に軸中心が前記２軸に対して直交する軸と略一致せし
    められて装着された第１軌道輪と、 該第１軌道輪に対して多数の転動体を介して相対回転自
    在に組み付けられ前記第２部材に結合される第２軌道輪
    と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の２軸平
    行・１軸旋回運動案内機構。
  3. 【請求項３】第１部材に対して第２部材を同一姿勢で互
    いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能とし、か
    つ２軸に対して直交する軸の回りに相対的に旋回運動さ
    せて姿勢変化を可能とする２軸平行・１軸旋回運動案内
    機構において、 前記第１部材に固定される第１軌道レールと、 該第１軌道レールに多数の転動体を介して移動自在に組
    み付けられる移動ブロックと、 該移動ブロックに多数の転動体を介して前記第１軌道レ
    ールと交差する方向に移動自在に組み付けられる第２軌
    道レールと、 該第２軌道レールに固定される第１軌道輪と、 該第１軌道輪に対して多数の転動体を介して相対回転自
    在に組み付けられ前記第２部材に固定される第２軌道輪
    と、を備えたことを特徴とする２軸平行・１軸旋回運動
    案内機構。
  4. 【請求項４】第１または第２部材に固定される直線駆動
    手段が移動ブロックに作動連結されている請求項３に記
    載の２軸平行・１軸旋回運動案内機構。
  5. 【請求項５】第１部材に対して第２部材を同一姿勢で互
    いに交差する２軸方向に相対的に平行運動可能とし、か
    つ２軸に対して直交する軸の回りに相対的に旋回運動さ
    せて姿勢変化を可能とする２軸平行・１軸旋回運動案内
    機構において、 第１軌道レールと、 該第１軌道レールに多数の転動体を介して移動自在に組
    み付けられる第１移動ブロックと、 該第１移動ブロックに前記第１軌道レールと交差する方
    向に固定される第２軌道レールと、 該第２軌道レールに多数の転動体を介して移動自在に組
    み付けられる第２移動ブロックと、 該第２移動ブロックに固定される第１軌道輪と、 該第１軌道輪に対して多数の転動体を介して相対回転自
    在に組み付けられる第２軌道輪と、を備えたことを特徴
    とする２軸平行・１軸旋回運動案内機構。
  6. 【請求項６】第１軌道レールは、前記第１移動ブロック
    を転動体を介して挟むようにして支持される一対の支持
    壁を有することを特徴とする請求項５に記載の２軸平行
    ・１軸旋回運動案内機構。
  7. 【請求項７】第１軌道レールと第１移動ブロック間に、
    第１移動ブロックを第１軌道レールに対して往復駆動さ
    せる直線駆動機構を備えている請求項５または６に記載
    の２軸平行・１軸旋回運動案内機構。
  8. 【請求項８】第１軌道輪の外周に第２軌道輪が転動体と
    しての多数のローラを介して組み付けられる構成で、 第１軌道輪の外周面には略９０°の角度で半径方向に外
    方に向かって開く２つの上下ローラ転走面によって構成
    される第１軌道溝が設けられ、 第２軌道輪の内周面には前記第１軌道溝に対向して略９
    ０°の角度で半径方向内方に向かって開く２つの上下ロ
    ーラ転走面によって構成される第２軌道溝が設けられ、 第１軌道溝と第２軌道溝間に介装されるローラの一部は
    第１軌道溝の上ローラ転走面と第２軌道溝の下ローラ転
    走面間に転動自在に介装され、残りのローラが第１軌道
    溝の下ローラ転走面と第２軌道溝の上ローラ転走面間に
    転動自在に介装されることを特徴とする請求項２乃至７
    のいずれか一に記載の２軸平行・１軸旋回運動案内機
    構。
  9. 【請求項９】第１軌道溝の上ローラ転走面と第２軌道溝
    の下ローラ転走面間に転動自在に介装されるローラと、
    第１軌道溝の下ローラ転走面と第２軌道溝の上ローラ転
    走面間に転動自在に介装されるローラは交互に配列され
    ていることを特徴とする請求項８に記載の２軸平行・１
    軸旋回運動案内機構。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか一のに記載の
    ２軸平行・１軸旋回運動案内機構を介して基台にテーブ
    ルを組み付け、該テーブルを基台に対して互いに交差す
    る２軸方向に平行移動可能とし、かつ前記２軸に対して
    直交する１軸を中心に旋回運動可能としたことを特徴と
    する２軸平行・１軸旋回テーブル装置。
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