(57)【要約】【課題】小型、低価格、かつ高応答性のＸＹθテーブルを提供する。【解決手段】ＸＹθテーブルが、載置台と、載置台のＸ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＸ軸バーと、それぞれのＸ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、Ｘ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＸ軸バー支持ステータと、載置台のＸ軸方向に直交するＹ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＹ軸バーと、それぞれのＹ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、Ｙ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＹ軸バー支持ステータとを備える。【選択図】        図１
2006162553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台と、
該載置台のＸ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＸ軸バーと、
該それぞれのＸ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、
該Ｘ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＸ軸バー支持ステータと、
前記載置台のＸ軸方向に直交するＹ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＹ軸バーと、
該それぞれのＹ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、
該Ｙ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＹ軸バー支持ステータとを備えることを特徴とするＸＹθテーブル。
【請求項２】
請求項１において、
前記載置台を、ボール保持台に回転自在に保持したボールで支持することを特徴とするＸＹθテーブル。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記Ｘ軸バーおよびＹ軸バーの両端部の永久磁石を、Ｘ軸バー支持ステータおよびＹ軸バー支持ステータからの磁力で支持することを特徴とするＸＹθテーブル。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３において、
前記Ｘ軸バーおよびＹ軸バーの両端部の永久磁石を、Ｘ軸バー支持ステータおよびＹ軸バー支持ステータからの噴出空気で支持することを特徴とするＸＹθテーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載置台をＸ軸方向、Ｙ軸方向および回転方向に移動させるＸＹθテーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸＹテーブルは、Ｙ軸定盤に設置されたＹ軸用リニア同期モータによりＹ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸定盤を積層し、このＸ軸定盤に設置されたＸ軸用リニア同期モータによりＸ軸方向に移動可能に支持された載置台を積層して構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
なお、載置台を回転させる必要があるときは、一般にモータ等を用いた回転機構を設けた載置台をＸ軸用リニア同期モータ等により支持している。
【特許文献１】特開平８−２５０５５８号公報（第３頁段落００１５−段落００１９、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、Ｙ軸定盤にそれぞれ駆動機構を有するＸ軸定盤や載置台等を積層しているため、ＸＹθテーブルの移動部分の重量が増加し、Ｘ軸方向やＹ軸方向等への高速での移動が困難になるという問題がある。
また、積層したＸＹθテーブルを用いると、その高さが高いために大きな設置空間を要するという問題がある。
【０００４】
更に、積層したＸＹθテーブルは多くの構成部品を要し、高価格になるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、小型、低価格、かつ高応答性のＸＹθテーブル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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、ＸＹθテーブルが、載置台と、該載置台のＸ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＸ軸バーと、該それぞれのＸ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、該Ｘ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＸ軸バー支持ステータと、前記載置台のＸ軸方向に直交するＹ軸方向の一の側およびその反対側に配置されたＹ軸バーと、該それぞれのＹ軸バーに交互に極性を変えて配置された複数の永久磁石と、該Ｙ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイルを有するＹ軸バー支持ステータとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、本発明は、各永久磁石と各コイルにより構成されるリニアモータと、載置台と同一平面上で構成したＸ軸バーとＹ軸バーとにより基板上に平面的に形成されたＸＹθテーブルを得ることができ、ＸＹθテーブルの簡素化および小型化を図ることができると共に、ＸＹθテーブルの移動部分の重量を軽減してＸ軸方向、Ｙ軸方向および回転方向の移動の高速化を図ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、図面を参照して本発明によるＸＹθテーブルの実施例について説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は実施例のＸＹθテーブルを示す上面図、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す部分拡大図である。
図１、図２において、１はＸＹθテーブルである。
２はＸＹθテーブル１の基台であり、後述するＸ軸バー支持ステータ６やＹ軸バー支持ステータ１２等が設置される。
【０００９】
３は載置台であり、本実施例のＸＹθテーブル１を設置した装置の対象物が載置または固定される。
４はＸ軸バーであり、載置台３のＸ軸方向の一の側およびその反対側に配置された板部材であって、厚さ方向に磁化された板状の永久磁石５が交互にＮとＳの極性を変えて所定のピッチで複数配置される。
【００１０】
６はＸ軸バー支持ステータであり、ドーナツ状の厚肉板をＸ軸方向に切取り、その厚さ方向の中央部を円弧状に深く切欠いて上板７、ガイド溝８、下板９を形成した略コの字状断面の支持部材であって、Ｘ軸バー４の永久磁石５の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイル１０が上板７および下板９に設けられており、ガイド溝８の底面をＸ軸バー４の先端に対向させて下板９により基台２に設置される。
【００１１】
１１はＹ軸バーであり、載置台３のＸ軸方向に直交するＹ軸方向の一の側およびその反対側に配置された板部材であって、厚さ方向に磁化された板状の永久磁石５が交互に極性を変えて所定のピッチで複数配置される。
１２はＹ軸バー支持ステータであり、ドーナツ状の厚肉板をＹ軸方向に切取ってＸ軸バー支持ステータ６と同様に形成された支持部材であって、Ｙ軸バー１１の永久磁石５の上面および下面にそれぞれ対向配置された複数のコイル１０が上板７および下板９に設けられており、ガイド溝８の底面をＹ軸バー１１の先端に対向させて下板９により基台２に設置される。
【００１２】
１５はボール保持台であり、鋼球等のボール１６を回転自在に保持して基台２に設置される。ボール保持台１５に保持されたボール１６は、その先端を載置台３の下面に当接させて載置台３を並進移動および回転移動可能に支持すると共に、載置台３に載置等された対象物の荷重を支持する。本実施例では載置台３の中心を中心としたピッチ円上に等間隔で３箇所設置されている。
【００１３】
１８は２次元センサであり、載置台３のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量を検出するセンサであって、載置台３の中心を対称点として基台２に点対称に２箇所設置される。本実施例の２次元センサ１８は、載置台３の下面に埋設された点状の発光素子１９からの光を受光するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子を用いて構成され、光を受光した画素の位置の変化量から載置台３のＸ軸方向およびＹ軸方向の座標の移動を検出する。
【００１４】
本実施例のＸＹθテーブル１は、基台２の所定の位置にボール保持台１５と２次元センサ１８を設置し、載置台３と同一平面上で直交配置されたＸ軸バー４とＹ軸バー１１の永久磁石５をそれぞれＸ軸バー支持ステータ６とＸ軸バー支持ステータ１２のガイド溝８に挿入し、ボール保持台１５のボール１６の先端で載置台３を支持しながらＸ軸バー支持ステータ６とＸ軸バー支持ステータ１２とを基台２に設置して組立てる。
【００１５】
このとき、Ｘ軸バー４とＹ軸バー１１の永久磁石５の上面および下面にそれぞれ対向配置されたＸ軸バー支持ステータ６とＸ軸バー支持ステータ１２のコイル１０によりＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型のリニアモータが構成される。
上記の構成の作用について説明する。
図３は実施例の並進動作を示す説明図、図４は実施例の回転動作を示す説明図である。
【００１６】
図３に示すように本実施例のＸＹθテーブル１の載置台３をＹ軸方向に移動させる場合（Ｙ軸方向の並進動作の場合）は、２次元センサ１８で載置台３のＸＹ座標の移動を検出しながらＹ軸バー支持ステータ１２のコイル１０には電流を供給せずに両方のＸ軸バー支持ステータ６のコイル１０に同方向の駆動電流を供給して同方向の移動磁界を発生させ、２次元センサ１８が目標位置の座標を検出した時に駆動電流の供給を停止して載置台３を目標位置に停止させる。Ｘ軸方向の並進動作の場合も同様である。
【００１７】
図４に示すようにＸＹθテーブル１の載置台３を回転方向に移動させる場合（θ方向の回転動作の場合）は、２次元センサ１８で載置台３のＸＹ座標の移動を検出しながら両方のＹ軸バー支持ステータ１２のコイル１０および両方のＸ軸バー支持ステータ６のコイル１０にそれぞれ載置台３が同方向に回転するように生成した逆方向の駆動電流を供給して回転方向の移動磁界を発生させ、２次元センサ１８がＸＹ座標により目標角度の回転を検出した時に駆動電流の供給を停止して載置台３を目標角度回転させた位置に停止させる。
【００１８】
なお、本実施例ではボール保持台１５を３箇所設けてそのボール１６により載置台３を支持するとして説明したが、ボール保持台１５の数は前記に限らず４箇所以上であってもよい。要は載置台３を面として支持できればどのような数であってもよい。
また、本実施例ではボール保持台１５のボール１６により載置台３を支持するとして説明したが、ボール保持台１５とボール１６を省略し、永久磁石５の上面および下面に配置したコイル１０を有するＰＭ型リニアモータの浮上力をバランスさせて載置台３を支持するようにしてもよい。この場合に永久磁石５とコイル１０の隙間を１００μｍ程度とすれば載置台３を強力に磁力で支持することができる。
【００１９】
以上説明したように、本実施例では、載置台と同一平面上で直交配置されたＸ軸バーとＹ軸バーの永久磁石の上面および下面にそれぞれＸ軸バー支持ステータとＸ軸バー支持ステータのコイルを対向配置するようにしたことによって、各永久磁石と各コイルにより構成されるリニアモータと、載置台と同一平面上で構成したＸ軸バーとＹ軸バーとにより基板上に平面的に形成されたＸＹθテーブルを得ることができ、ＸＹθテーブルの簡素化および小型化を図ることができると共に、ＸＹθテーブルの移動部分の重量を軽減してＸ軸方向、Ｙ軸方向および回転方向の移動の高速化を図ることができる。
【００２０】
また、平面的に形成されたＸＹθテーブルにより、ＸＹθテーブルの高さの低くすることができ、設置空間を縮小することができる。
更に、ＸＹθテーブルの構成部品を簡素化したことによって、低価格のＸＹθテーブルを得ることができる。
更に、載置台をボールで支持するようにしたことによって、載置台の上下方向の移動を確実に防止することができる。このことは載置台に載置等される対象物の重量が重い場合に特に有効である。
【００２１】
さらに、Ｘ軸バーおよびＹ軸バーの両端部の永久磁石をＸ軸バー支持ステータおよびＹ軸バー支持ステータからの磁力で支持するようにしたことによって、Ｘ軸バーおよびＹ軸バーを非接触で支持することができ、接触部分の潤滑剤の交換や摩耗分の除去の保守作業を省略してＸＹθテーブルの保守の簡素化を図ることができる。永久磁石と上板および下板の対向面との隙間を磁気吸引力が増すようにより接近させた構造にすればより強力な支持とすることができる。
【００２２】
このような非接触によるＸ軸バー４およびＹ軸バー１１の支持は、図５に示す噴出空気によっても行うことができる。
図５は実施例の他の支持形態を示す部分拡大断面図である。
なお、上記実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５において、２１は噴出空気であり、図示しない圧縮空気供給装置から供給される乾燥させた圧縮空気をＸ軸バー支持ステータ６とＹ軸バー支持ステータ１２の上板７および下板９に設けた噴出孔２２から噴出させて形成する。この場合に永久磁石５と上板７および下板９の対向面との隙間を１０μｍ程度とすれば載置台３を強力に噴出空気で支持することができる。
【００２３】
このようにしても非接触によりＸ軸バーおよびＹ軸バーを支持することができ、上記の磁力による支持の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、このような磁力による支持や噴出空気による支持は、上記のボール保持台に保持されたボールと併用するようにしてもよく、磁力による支持と噴出空気による支持とを併用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例のＸＹθテーブルを示す上面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す部分拡大図
【図３】実施例の並進動作を示す説明図
【図４】実施例の回転動作を示す説明図
【図５】実施例の他の支持形態を示す部分拡大断面図
【符号の説明】
【００２５】
１    ＸＹθテーブル
２    基台
３    載置台
４    Ｘ軸バー
５    永久磁石
６    Ｘ軸バー支持ステータ
７    上板
８    ガイド溝
９    下板
１０  コイル
１１  Ｙ軸バー
１２  Ｙ軸バー支持ステータ
１５  ボール保持台
１６  ボール
１８  ２次元センサ
１９  発光素子
２１  噴出空気
２２  噴出孔
【図１】
2006162553.tif 000003
【図２】
2006162553.tif 000004
【図３】
2006162553.tif 000005
【図４】
2006162553.tif 000006
【図５】
2006162553.tif 000007