(57)【要約】【課題】対象物を移動させる際に位置ずれしないようにする。【解決手段】対象物Ｗの移動方向に延在するガイドレール１０Ａと、内部に第１電磁石２及び第２電磁石３がそれぞれ収容された第１ケーシング２０及び第２ケーシングと、第１ケーシング２０と第２ケーシングとを連結する圧電アクチュエータ４と、を備える移動装置１Ａを用いて、第１電磁石２に電力を供給して第１電磁石２と磁性体１１とを磁着させた後、圧電アクチュエータ４に電力を供給して＋Ｙ方向側に伸ばし、次いで、第２電磁石３に電力を供給して第２電磁石３と磁性体１１とを磁着させてから、第１電磁石２への電力の供給を停止して第１電磁石２と磁性体１１との間の磁着状態を解消するとともに、圧電アクチュエータ４への電力供給を停止して圧電アクチュエータ４を縮めることによって、対象物Ｗを＋Ｙ方向に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を移動させる移動装置であって、
該移動装置は、
対象物の移動方向に延在し、磁性体が配設されたガイドレールと、
該対象物に固定され該磁性体に磁着可能な第１電磁石と、
該第1電磁石から該ガイドレールの延在方向に離間し該磁性体に磁着可能な第２電磁石と、
該第１電磁石と該第２電磁石とを連結させ伸縮可能な圧電アクチュエータと、
直流電源と、
該第１電磁石、該第２電磁石及び該圧電アクチュエータへの電力供給を制御する制御手段と、を備え、
該制御手段は、
該第１電磁石に電力を供給させ該第１電磁石を該磁性体に磁着させるとともに該第２電磁石に電力を供給させない第１制御部と、
該圧電アクチュエータに電力を供給させ該圧電アクチュエータを伸ばす第２制御部と、
該第２電磁石に電力を供給させ該第２電磁石を該磁性体に磁着させる第３制御部と、
該第１電磁石に供給していた電力を遮断させ該磁性体から該第１電磁石を離反させる第４制御部と、
該第２制御部により該圧電アクチュエータへ供給していた電力を遮断させ該第２制御部の制御によって伸びていた該圧電アクチュエータをもとの長さに縮める第５制御部と、を備え、
該対象物を移動させる際には、
該第１制御部、該第２制御部、該第３制御部、該第４制御部、及び該第５制御部を順次繰り返し作動させて、該ガイドレールに沿って該対象物を尺取移動させる移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加工装置には、被加工物を保持しているチャックテーブルを加工送り方向に加工送りさせながら、切削ブレード等を被加工物に切り込ませたり、レーザー光線を照射したりすることによって被加工物を分割加工するダイシング装置やレーザー加工装置がある。このような加工装置を用いて加工を行う際には、チャックテーブルを加工送り方向に被加工物の大きさ以上移動させれば、被加工物の加工が可能である。被加工物の上面に備えるデバイスチップが小さくなると、各々のデバイスチップの間の間隔が小さくなるため、加工送り方向に対して交差する方向への加工手段のインデックス送りの距離が小さくなる。特許文献１に示すように、加工手段をインデックス送りする際には、ボールネジに連結されているモータを用いて、ボールネジを所定の角度回転させることによって加工手段がインデックス送りされる。このとき、ボールネジとボールとの間、及びボールネジに螺合され加工手段に接続されるナットとボールとの間には、ボールを潤滑に転動させるためにバックラッシュが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６１９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため、加工手段をインデックス送りする際に、順方向にインデックス送りするときと順方向に対して逆の方向にインデックス送りするときとがある場合、バックラッシュに起因する加工手段の位置ズレが発生するという問題がある。
そして、加工手段の位置がずれてしまうと、被加工物の正しい位置を切削できなくなってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、対象物を移動させる移動装置であって、該移動装置は、対象物の移動方向に延在し、磁性体が配設されたガイドレールと、該対象物に固定され該磁性体に磁着可能な第１電磁石と、該ガイドレールの延在方向で該第1電磁石から離間し磁性体に磁着可能な第２電磁石と、該第１電磁石と該第２電磁石とを連結させ伸縮可能な圧電アクチュエータと、直流電源と、該第１電磁石、該第２電磁石、該圧電アクチュエータへの電力供給を制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、該第１電磁石に電力を供給させ該第１電磁石を該磁性体に磁着させるとともに該第２電磁石に電力を供給させない第１制御部と、該圧電アクチュエータに電力を供給させ該圧電アクチュエータを伸ばす第２制御部と、該第２電磁石に電力を供給させ該第２電磁石を該磁性体に磁着させる第３制御部と、該第１電磁石に供給していた電力を遮断させ該磁性体から該第１電磁石を離反させる第４制御部と、該第２制御部により、該圧電アクチュエータへ供給していた電力を遮断させ該第２制御部の制御によって伸びていた該圧電アクチュエータをもとの長さに縮める第５制御部と、を備え、該対象物を移動させる際には、該第１制御部、該第２制御部、該第３制御部、該第４制御部、及び該第５制御部を順次繰り返し作動させて、該ガイドレールに沿って該対象物を尺取移動させる移動装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る移動装置は、圧電アクチュエータを伸縮させて対象物を移動させるためバックラッシュがなく、対象物を移動経路に沿って順方向及び逆方向の両方向に移動させた際に、バックラッシュに起因する位置のずれが生じるのを防止できる。
さらには、本発明に係る移動装置は、２つの電磁石と圧電アクチュエータとの組み合せにより構成されているため、移動装置を安価に構成することができる。
本発明を用いれば、２つの電磁石及び圧電アクチュエータに接続されている各々の直流電源のＯＮ／ＯＦＦ状態を順次制御するという明瞭な操作によって対象物を移動させることが可能となり、対象物の移動にかかるコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】移動装置の全体を表す分解斜視図である。
【図２】凸部が形成されているガイドレールを備えた移動装置の全体を表す斜視図である。
【図３】（ａ）は、第１制御部を用いて第１電磁石２に電力を供給する様子を表す断面図であり、（ｂ）は、第２制御部を用いて圧電アクチュエータ４に電力を供給する様子を表す断面図であり、（ｃ）は、第３制御部を用いて第２電磁石３に電力を供給する様子を表す断面図であり、（ｄ）は、第４制御部を用いて第１電磁石２への電力の供給を停止する様子を表す断面図であり、（ｅ）は、第５制御部を用いて圧電アクチュエータ４への電力の供給を停止する様子を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１  移動装置の構成
図１に示す移動装置１Ａは、板状の対象物Ｗを移動させる移動装置である。以下、移動装置１Ａの構成について説明する。
【０００９】
図１に示すように、移動装置１Ａはガイドレール１０Ａを備えている。ガイドレール１０Ａは、＋Ｚ方向に配設された上板１０１、上板１０１に対向する底板１０２、上板１０１と底板１０２とを−Ｘ方向側において連結する第１側板１０３、及び底板１０２の＋Ｘ方向側に連結された第２側板１０４を備えている。第２側板１０４は第１側板１０３よりも低い高さを有しており、第２側板１０４と上板１０１との間には＋Ｘ方向側に開いた開口１０５がガイドレール１０Ａの長手方向に延びるように形成されている。
【００１０】
ガイドレール１０Ａの底板１０２の上面１０２ａの上には、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の金属やフェライト磁石、鉄クロムコバルト磁石等の合金の薄板である磁性体１１が着脱可能に配設されている。
【００１１】
図１に示すように、移動装置１Ａには第１電磁石２と第２電磁石３とが配設されている。第１電磁石２と第２電磁石３とは、例えば、有底円筒状の第１ケーシング２０と第２ケーシング３０との内部にそれぞれ収容されている。第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０の底面は、例えば、互いに略同一な大きさの直径を有する円であり、第１ケーシング２０と第２ケーシング３０とは、圧電アクチュエータ４によって連結された状態で、磁性体１１の上面１１ａの上に着脱可能に配設されている。
図１に示すように、第２ケーシング３０の側面には、例えば、板状の対象物Ｗの厚みに対応した長方形形状の細穴３１が形成されており、細穴３１に板状の対象物Ｗを差し込むことによって、第２ケーシング３０に対象物Ｗを保持することができる。
なお、細穴３１は、第２ケーシング３０のかわりに第１ケーシング２０に形成されていてもよく、かかる場合には、第１ケーシング２０において対象物Ｗを保持することとなる。
また、図１に示すように、例えば、第１側板１０３と第２側板１０４との間には、第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０の底面の円の直径よりも僅かに大きい幅を有する間隔が形成されており、そのため、第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０は、磁性体１１の上面１１ａの上において、ガイドレール１０Ａの第１側板１０３と第２側板１０４とによってそれぞれ両側から挟まれてＸ軸方向への移動を制限されており、第１ケーシング２０、第２ケーシング３０、及び両者を連結している圧電アクチュエータ４は、第１側板１０３と第２側板１０４とにガイドされてＹ軸方向への水平移動が可能になっている。
【００１２】
第１電磁石２、第２電磁石３、及び圧電アクチュエータ４には、直流電源５及び直流電源５から第１電磁石２、第２電磁石３、及び圧電アクチュエータ４にそれぞれ電力を供給するために制御信号を送ることができる制御手段６が接続されている。
制御手段６は、ＣＰＵやメモリ等の電子部品等を有する制御機構であり、第１制御部６１、第２制御部６２、第３制御部６３、第４制御部６４、及び第５制御部６５を備えている。
第１制御部６１は、第１電磁石２に電力を供給するための制御信号を直流電源５に対して発信する機能を有している。第１電磁石２に電力を供給するための制御信号を直流電源５に発信することによって、直流電源５から第１電磁石２に電力が供給されると、第１電磁石２が磁力を得て、第１電磁石２の下面２ｂと磁性体１１の上面１１ａとの間に引力が働くようになるため、第１電磁石２の下面２ｂを、第１ケーシング２０を介して磁性体１１の上面１１ａに磁着することができる。
第２制御部６２は、圧電アクチュエータ４に電力を供給するための制御信号を直流電源５に対して発信する機能を有している。圧電アクチュエータ４に電力を供給するための制御信号を直流電源５に対して発信することによって、図１に示す圧電アクチュエータ４をガイドレール１０Ａに沿ってＹ軸方向に延伸させることができる。
第３制御部６３は、第２電磁石３に電力を供給するための制御信号を直流電源５に対して発信する機能を有している。第２電磁石３に電力を供給するための制御信号を直流電源５に対して発信することによって、第２電磁石３が磁力を得て、第２電磁石３の下面３ｂと磁性体１１の上面１１ａとの間に引力が働き、これにより、第２電磁石３の下面３ｂを、第２ケーシング３０を介して磁性体１１の上面１１ａに磁着することができる。
第４制御部６４は、第１電磁石２に対する電力の供給を停止するための制御信号を直流電源５に対して発信する機能を有している。第１電磁石２に対する電力供給を遮断することにより、第１電磁石２が磁力を失って第１電磁石２の下面２ｂと磁性体１１の上面１１ａとの間には引力が働かなくなり、磁性体１１から第１電磁石２を離反させることができる。
第５制御部６５は、圧電アクチュエータ４に対する電力の供給を停止するための制御信号を直流電源５に対して発信する機能を有している。圧電アクチュエータ４に供給していた電力を遮断することによって、直流電源５から電力の供給を受けて伸びていた圧電アクチュエータ４を元の長さに縮めることができる。
【００１３】
本発明にかかる移動装置は、図１に示す移動装置１Ａに備えるガイドレール１０Ａにかえて、図２に示すような、ガイドレール１０Ｂを備える移動装置１Ｂであってもよい。
ガイドレール１０Ｂには、Ｙ軸方向に延びる底板１０７が配設されている。底板１０７の上部には、凸部１０８がＹ軸方向に延びるように形成されており、ガイドレール１０Ｂは、±Ｙ方向側からみて凸形状となっている。ガイドレール１０Ｂの凸部１０８の上面１０８ａには、磁性体１１が着脱可能に配設されている。
また、図２に示すように、移動装置１Ｂに備える第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０の下面には、それぞれガイドレール１０Ｂの凸形状に対応した第１凹状部材２２及び第２凹状部材３２が装着されており、第１凹状部材２２及び第２凹状部材３２はガイドレール１０Ｂに、Ｙ軸方向に摺動可能な状態で緩嵌合されている。
【００１４】
２  移動装置の動作
上記の構成の移動装置１Ａを用いて対象物Ｗを移動させる際の移動装置１Ａの動作について、以下に説明する。
【００１５】
図１に示すように、第２ケーシング３０の側面に形成されている細穴３１に対象物Ｗを差し込んで、第２ケーシング３０に対象物Ｗを保持する。このとき、例えば、第１ケーシング２０、第２ケーシング３０、及び両者を連結している圧電アクチュエータ４が、ガイドレール１０Ａの上に配設されていない状態で、第２ケーシング３０に対象物Ｗを保持させてから、第１ケーシング２０、第２ケーシング３０、及び両者を連結している圧電アクチュエータ４をガイドレール１０Ａの上に載置させてもよい。
【００１６】
次に、図１及び図３（ａ）に示すように、第１制御部６１から直流電源５に対して制御信号を発信して、直流電源５から第１電磁石２に電力を供給する。また、第１制御部６１は、第２電磁石３に対しては電力を供給しない。直流電源５から電力が供給されて第１電磁石２が磁力を得ると、図１に示す第１電磁石２の下面２ｂと磁性体１１の上面１１ａとの間に引力が生じて、第１電磁石２が第１ケーシング２０を介して磁性体１１の上面１１ａに磁着される。このとき、図３（ａ）に示すように、第１ケーシング２０と第２ケーシング３０とを連結している圧電アクチュエータ４のＹ軸方向の長さはＬ１とする。
【００１７】
その後、図１及び図３（ｂ）に示すように、第２制御部６２から直流電源５に対して制御信号を発信して、直流電源５から圧電アクチュエータ４に電力を供給する。このとき、図１に示すように、第１ケーシング２０の底面が、磁力によってＺ軸方向に互いに引き合っている第１電磁石２の下面２ｂと磁性体１１の上面１１ａとに挟まれて、磁性体１１の上面１１ａに固定されているとともに、第２ケーシング３０の底面が、磁性体１１の上面１１ａに固定されていないため、電力の供給を受けた圧電アクチュエータ４は、図３（ｂ）に示すように、＋Ｙ方向にΔＬだけ伸びてその長さがＬ２になる。圧電アクチュエータ４が伸びるのに伴って、第２電磁石３及び第２ケーシング３０がガイドレール１０Ａにガイドされながら＋Ｙ方向にΔＬだけ水平移動する。
【００１８】
次いで、図１及び図３（ｃ）に示すように、第３制御部６３から直流電源５に対して制御信号を発信して、直流電源５から第２電磁石３に電力を供給する。これにより、第１電磁石２と磁性体１１の上面１１ａとが磁着する際と同様に、電力が供給された第２電磁石３が磁力を得て、第２電磁石３が磁性体１１の上面１１ａに第２ケーシング３０を介して磁着される。
【００１９】
そして、図３（ｄ）に示すように、第４制御部６４から直流電源５に対して制御信号を発信して、直流電源５から第１電磁石２への電力供給を停止させる。電力が供給されなくなった第１電磁石２は磁力を失い、これに伴って、磁性体１１の上面１１ａと第１電磁石２とが磁着している状態が解消され、両者が離反する。
【００２０】
さらに、図３（ｅ）に示すように、第５制御部６５から直流電源５に対して制御信号を発信して、直流電源５から圧電アクチュエータ４への電力供給を停止させる。圧電アクチュエータ４に電力が供給されなくなると、第２制御部６２の制御によって伸びていた圧電アクチュエータ４は、収縮してもとの長さに戻る。このとき、第２ケーシング３０が磁性体１１の上面１１ａに固定されているとともに、第１ケーシング２０が磁性体１１の上面１１ａに固定されていないため、圧電アクチュエータ４の−Ｙ方向側がΔＬだけ縮む。これに伴って、第１ケーシング２０が＋Ｙ方向にΔＬだけ水平移動する。
【００２１】
以上のように、第１制御部６１、第２制御部６２、第３制御部６３、第４制御部６４、及び第５制御部６５を順次作動させることによって、第２ケーシング３０に保持された対象物Ｗを＋Ｙ方向にΔＬだけ尺取り移動させることができる。そして、一連の動作を繰り返すことによって、ガイドレール１０Ａに沿って対象物Ｗを尺取り移動させることが可能となる。
【００２２】
また、例えば、図１に示すように、対象物Ｗが第２ケーシング３０に保持されている状態で、初めに第３制御部６３から直流電源５に制御信号を発信して、第２ケーシング３０を磁性体１１の上に固定した後、第２制御部６２から直流電源５に制御信号を発信して、圧電アクチュエータ４に電力を供給することにより、圧電アクチュエータ４を−Ｙ方向側に伸長させてもよい。
その後、第１制御部６１から直流電源５に制御信号を発信して、第１電磁石２に電力を供給することにより第１ケーシング２０を磁性体１１の上に固定する。
次いで、第２電磁石３に対する電力の供給を停止して第２電磁石３と磁性体１１との間に磁気的な引力が働かないようにするとともに、第５制御部６５から直流電源５に制御信号を発信し、圧電アクチュエータ４への電力の供給を停止して圧電アクチュエータ４を−Ｙ方向へと収縮させる。これにより、対象物Ｗを−Ｙ方向に水平移動させることができる。
【００２３】
本発明に係る移動装置１Ａによれば、対象物Ｗを移動させる際にボールネジ式の移動機構を用いないため、例えば、対象物Ｗの＋Ｙ方向への移動と−Ｙ方向への移動とをともに行ったときに、ボールネジに備えるネジとボールとの間やナットとボールとの間のバックラッシュに起因するガタつきが生じることがなく、これにより対象物Ｗの位置ずれを防ぐことができる。
【００２４】
なお、移動装置が、図２に示すような凸形状を有するガイドレール１０Ｂを備える移動装置１Ｂである場合においても、移動装置１Ｂを上記と同様に作動させることによって、対象物Ｗをガイドレール１０Ｂに沿って尺取り移動させることができる。
かかる場合においては、ガイドレール１０Ｂに緩嵌合している第１凹状部材２２及び第２凹状部材３２が、対象物Ｗの移動の際にガイドレール１０Ｂに摺接しながらＹ軸方向に移動することによって、第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０がガイドレール１０Ｂの上をＹ軸方向に横滑りしていく。そのため、第１ケーシング２０及び第２ケーシング３０がＸ軸方向へと揺れ動くのをより高い精度で防止することが可能となっている。
【００２５】
加えて、移動装置１Ａ（１Ｂ）に備えるガイドレール１０Ａ（１０Ｂ）は、図１及び図２に示すようなＹ軸方向に延在するものとは限らず、対象物Ｗを移動させたい経路に合わせてガイドレール１０Ａ（１Ｂ）を屈曲等させて移動装置１Ａ（１Ｂ）に配設することにより、対象物Ｗをガイドレール１０Ａ（１Ｂ）に沿って自由に移動させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ、１Ｂ：移動装置  １０Ａ、１０Ｂ：ガイドレール
１０１：上板  １０２：底板  １０３：第１側板  １０４：第２側板  １０５：開口
１０７：底板  １０８：凸部  １０８ａ：凸部の上面
１１：磁性体  １１ａ：磁性体の上面
２：第１電磁石  ２ｂ：第１電磁石の下面  ２０：第１ケーシング
２２：第２凹状部材
３：第２電磁石  ３ｂ：第２電磁石の下面  ３０：第２ケーシング  ３１：細穴
３２：第１凹状部材
４：圧電アクチュエータ  ５：直流電源
６：制御手段  ６１：第１制御部  ６２：第２制御部  ６３：第３制御部
６４：第４制御部  ６５：第５制御部
Ｗ：対象物  Ｗａ：対象物の上面  Ｗｂ：対象物の下面
Ｌ１、Ｌ２：圧電アクチュエータの長さ  ΔＬ：圧電アクチュエータの長さの変化量
【図１】
2020171995.tif 000003
【図２】
2020171995.tif 000004
【図３】
2020171995.tif 000005