(57)【要約】【課題】電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構を備え、テーブルの高精度な位置固定を可能にしたステージ装置等を提供する。【解決手段】ステージ装置１は、ベース４１とその上で自由に移動するテーブル２１とを備えている。テーブル２１の下には、同テーブル２１を位置固定するためのブレーキ機構５０が設けられている。このブレーキ機構５０は、ＥＲ粒子を含有したＥＲゲルシート５５と、それを上下から挟む電極板５２Ａ、５２Ｂと、を有している。ブレーキ機構５０の下部には、弾性体５８が配置されており、この弾性体５８からの反発力により、ブレーキ機構５０（特にはＥＲゲルシート５５）がテーブル２１側に向けて押し付けられている。【選択図】図１
2008139695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルを前記ベースに対して位置固定するブレーキ機構と、を備えるステージ装置であって、
前記ブレーキ機構は、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲゲルシート上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、
電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が増加して接着性が増し、前記テーブルが位置固定されるものであり、
前記ブレーキ機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記付勢手段が、弾性変形して反発力を生じる、板バネ又はコイルバネであることを特徴とする、請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
前記ブレーキ機構が取り付けられる保持部材と、
該保持部材を前記テーブルに垂直な方向に移動可能にガイドするガイド手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のステージ装置。
【請求項４】
前記テーブルが、前記ベースに対してＸＹθ方向に相対移動する四角形のテーブルであり、
該テーブルの４辺のそれぞれに前記ブレーキ機構が設けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のステージ装置。
【請求項５】
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構と、を備えるステージ装置であって、
前記ダンパー機構は、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲ粒子上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、
電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が、印加された電圧の大きさに応じて増加して接着性が増し、前記抵抗力が調整されるものであり、
前記ダンパー機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項６】
ステージ装置と、該ステージ装置のテーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、
前記ステージ装置は、
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルを前記ベースに対して位置固定するブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構が、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲゲルシート上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が増加して接着性が増し、前記テーブルが位置固定されるものであり、
前記ブレーキ機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備え、
前記工具が前記ワークに接触する加工始めの時点において、前記ＥＲゲルシートに電圧が印加され、前記テーブルが前記ベースに位置固定されることを特徴とする加工装置。
【請求項７】
ステージ装置と、該ステージ装置のテーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、
前記ステージ装置は、
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構と、を備え、
前記ダンパー機構が、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲ粒子上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が、印加された電圧の大きさに応じて増加して接着性が増し、前記抵抗力が調整されるものであり、
前記ダンパー機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備え、
加工状況に対応して前記抵抗力を調整することを特徴とする加工装置。
【請求項８】
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルを前記ベースに対して位置固定するブレーキ機構と、を備えるステージ装置であって、
前記ブレーキ機構は、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加された状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲゲルシート上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、
電圧が印加されていない状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が増加して接着性が増し、前記テーブルが位置固定されるものであり、
前記ブレーキ機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項９】
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構と、を備えるステージ装置であって、
前記ダンパー機構は、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加された状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲ粒子上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、
電圧が印加されていない状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が、印加された電圧の大きさに応じて増加して接着性が増し、前記抵抗力が調整されるものであり、
前記ダンパー機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項１０】
ステージ装置と、該ステージ装置のテーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、
前記ステージ装置は、
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルを前記ベースに対して位置固定するブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構が、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加された状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲゲルシート上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、電圧が印加されていない状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が増加して接着性が増し、前記テーブルが位置固定されるものであり、
前記ブレーキ機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備え、
前記工具が前記ワークに接触する加工始めの時点において、前記ＥＲゲルシートに電圧が印加され、前記テーブルが前記ベースに位置固定されることを特徴とする加工装置。
【請求項１１】
ステージ装置と、該ステージ装置のテーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、
前記ステージ装置は、
ベースと、
該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、
該テーブルを移動させるためのリニアモータと、
前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構と、を備え、
前記ダンパー機構が、
前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、
前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、
該ＥＲゲルシートは、
電圧が印加された状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲ粒子上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、電圧が印加されていない状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が、印加された電圧の大きさに応じて増加して接着性が増し、前記抵抗力が調整されるものであり、
前記ダンパー機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備え、
加工状況に対応して前記抵抗力を調整することを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースと、そのベースに対して相対移動するテーブルと、を備えたステージ装置、及び、そのステージ装置を備えた加工装置に関する。特には、電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構を備え、テーブルの高精度な位置固定を可能にしたステージ装置及び加工装置に関する。さらに、ＥＲゲルシートを利用したダンパー機構を備えたステージ装置、並びに同シートを利用した剛性可変機構を備えたステージ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光学顕微鏡の試料載物台などに利用されるステージ装置として、ベースと、そのベースに搭載されて一平面内でＸＹθ方向に自由運動するテーブルと、該テーブルを移動させるためのリニアモータと、を備えたステージ装置が開示されている。このステージ装置は、ベース上に配置されたコアレスタイプのリニアモータを駆動源としているため、リニアガイドを駆動源とする構成に比べて、全体を薄型化できるという利点がある。
【０００３】
ところで、このようなステージ装置において、リニアモータのサーボ保持力のみでテーブルを位置固定しようとすると、リニアモータのこの保持力が小さいことから、外力を受けた際にテーブルの位置がずれてしまうことが考えられる。また、テーブルが所定位置からずれた場合には、センサ等でそのずれを検出し、リニアモータ及び該モータを駆動するサーボアンプを含むサーボ系を再駆動してテーブルを所定位置に戻す必要があり、駆動制御が煩雑化する。更に言えば、このような構成は、位置ずれが生じてはじめてテーブルを戻すものであり、そもそも位置ずれの発生を防止するものではない。
これに対して、機械的なブレーキ機構を用いてテーブルを位置固定することも考えられるが、機械的なブレーキ機構は固定時に微小なブレを生じ易く、そのため、十分な精度を得難いという問題がある。
【０００４】
他方、従来、電圧を印加することにより粘性が変化する「電気レオロジー流体」（電気粘性流体、ＥＲ流体、ＥＲＦ）」と呼ばれる材料が知られている。ＥＲ流体は、液状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有させた流体である。このＥＲ流体については、近年さらに研究が進められ、特許文献２には、ＥＲ粒子の沈降を防止するためにゲル状とした「電気レオロジーゲル（ＥＲＧ）」と呼ばれる材料およびそのシートが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１６８１５４号公報
【特許文献２】特開２００５−２５５７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、精密位置決めを行うステージ装置においては、装置全体を大型化することなく、より高精度に位置固定できることが求められている。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構を備え、テーブルの高精度な位置固定を可能にしたステージ装置及び加工装置を提供することにある。さらに、ＥＲゲルシートを利用したダンパー機構を備えたステージ装置、並びに同シートを利用した剛性可変機構を備えたステージ装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のステージ装置は、ベースと、該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、該テーブルを移動させるためのリニアモータと、前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルを前記ベースに対して位置固定するブレーキ機構と、を備えるステージ装置であって、前記ブレーキ機構は、前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、該ＥＲゲルシートが、電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲゲルシート上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が増加して接着性が増し、前記テーブルが位置固定されるものであり、前記ブレーキ機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて（常時）押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とする。
なお、上記付勢手段には、弾性変形して反発力を生じる、板バネやコイルバネ、又は、空圧機構や油圧機構を含む。
【０００７】
本発明のステージ装置によれば、ブレーキ機構に電圧を印加することよって、ＥＲゲルシートのＥＲ粒子がゲル状の媒体内に沈み込み、同媒体表面とテーブル等との接触面積が増加することでテーブルの位置固定が行われる。このような構成の場合、機械的なブレーキ機構を用いた場合に比べて微小なブレが生じにくいため、位置固定の精度を向上させることができる。
また、ＥＲゲルシートは、電圧を印加した際にその厚みが僅かに収縮する性質を有しているが、本発明のステージ装置によれば、ＥＲゲルシートをテーブル又はベースに向けて（常時）押し付ける付勢手段を備えているので、シート厚の微小変化がテーブルの位置固定に及ぼす影響が最小限に抑えられ、その結果、テーブルの高精度な位置固定が可能となる。
【０００８】
本発明のステージ装置は、また、前記ブレーキ機構が取り付けられる保持部材と、該保持部材を前記テーブルに垂直な方向に移動可能にガイドするガイド手段と、をさらに備えるものとすることができる。
このような構成によれば、保持部材およびそれに取り付けられたブレーキ機構がテーブルに垂直な方向（上下方向）にガイドされており、横方向への移動が抑えられているので、テーブルの位置固定の精度をより高めることができる。
【０００９】
テーブルは、ベースに対してＸＹθ方向に相対移動する四角形のテーブルであってもよく、この場合、該テーブルの四辺のそれぞれに前記ブレーキ機構が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、ブレーキ機構がテーブル全周にわたって配置されているので、ブレーキ機構の固定力をテーブルに対して均一的に付与することができる。
【００１０】
本発明の他のステージ装置は、
ベースと、該ベース上に搭載され、該ベースに対し相対移動するテーブルと、該テーブルを移動させるためのリニアモータと、前記テーブルと前記ベースとの間に配置された、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構と、を備えるステージ装置であって、前記ダンパー機構は、前記テーブル及び前記ベースにそれぞれ設けられた、互いに対向する一対の電極板と、前記一対の電極板の間に配置された、ゲル状の媒体内に電気レオロジー粒子（ＥＲ粒子）を含有するＥＲゲルシートと、を有し、該ＥＲゲルシートが、電圧が印加されていない状態では前記ＥＲ粒子が前記ゲル状の媒体の表面に浮き出ており、これにより、前記テーブルが前記ＥＲ粒子上を滑動しながら低摩擦状態で移動可能となり、
電圧が印加された状態では、前記ＥＲ粒子が前記媒体内に沈み込み、これにより、前記ゲル状の媒体の表面と、前記テーブル又は前記ベースとの接触面積が、印加された電圧の大きさに応じて増加して接着性が増し、前記抵抗力が調整されるものであり、前記ダンパー機構を前記テーブル又は前記ベースに向けて押し付ける付勢手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
このようなステージ装置によれば、前記テーブルが前記ベースに対して相対移動する際の抵抗力を調整するダンパー機構を備えているので、ＥＲゲルシートに印加される電圧を変化させることで、テーブルとベースとの摩擦力を適宜調整することができる。このように、いわば、機械系にダンパー要素が付与されているので、本発明のステージ装置によれば、サーボ特有のハンチングを抑えることが可能となる。なお、ＥＲゲルシートに常に電圧をかけておくようにすれば、応答性の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の加工装置は、上記本発明の、ブレーキ機構を備えたステージ装置と、該ステージ装置の前記テーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、前記工具が前記ワークに接触する加工始めの時点において、前記ＥＲゲルシートに電圧が印加され、前記テーブルが前記ベースに位置固定されることを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明のステージ装置を加工装置に利用した際には、工具が前記ワークに接触する「加工始め」の時点において前記ＥＲゲルシートに電圧を印加するようにすることが好ましい。電圧の印加により、テーブルとベースとが互いに位置固定され、両者間の見かけ上の剛性が上がる。そのため、加工始めにおけるテーブルの微振動（ビビリ）や加工負荷による位置ずれを抑えることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の他の加工装置は、上記本発明の、ダンパー機構を備えたステージ装置と、該ステージ装置の前記テーブル上に保持されるワークに接触して該ワークを加工する工具と、を具備する加工装置であって、加工状況に対応して前記抵抗力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明によれば、電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構を備え、テーブルの高精度な位置固定を可能にしたステージ装置及び加工装置を提供することができる。さらに、ＥＲゲルシートを利用したダンパー機構を備えたステージ装置、並びに同シートを利用した剛性可変機構を備えたステージ装置等を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のステージ装置の一形態を示す分解斜視図である。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本実施形態のＸＹθステージ装置１は、ベース４１と、そのベース４１上に搭載され、同ベースに対して相対移動するテーブル２１と、を備えている。また、ベース４１とテーブル２１との間には、テーブル２１を移動させるためのリニアモータ２０が設けられている。
なお、本実施形態では、テーブル２１がベース４１上に載せられただけの基本的な構成について説明するが、テーブル２１の四隅部を上下一対のボールで挟持するようにした例（図４参照）については他の実施例で後述する。
【００１８】
ベース４１及びテーブル２１はいずれも略正方形の輪郭形状を有している。本実施形態では、ベース４１及びテーブル２１がほぼ同じ大きさとされているが、これに限定されるものではない。例えば、テーブル２１がベース４１よりも一回り小さく形成されていてもよい。また、テーブル２１やベース４１の角部が面取りされていてもよい。
【００１９】
ベース４１の上面の四隅には、テーブル２１を支持するためのコロ機構４６がそれぞれ設けられている。このコロ機構４６は、ボール４９と、このボール４９を上下から挟み込む硬質材の円板４８、４８と、各円板４８を保持する四角い保持プレート４７、４７とを有している。
【００２０】
上側の保持プレート４７はテーブル２１の下面の四隅に取り付けられている。下側の保持プレート４７はベース４１の上面の四隅に取り付けられている。各保持プレート４７の中央には丸い孔４７ａが形成されており、この孔４７ａ内に円板４８が嵌め込まれる。このような構成により、孔４７ａの内周及び円板４８の片面によって円形の凹部が構成され、この凹部にボール４９が配置されるようになっている。
【００２１】
テーブル２１は、上記のように構成されたコロ機構４６を介してベース４１上に搭載され、テーブル２１とベース４１との間にはボール４９が介在した状態となっている。このような構成により、テーブル２１とベース４１との間に一定の間隔が確保され、テーブル２１が一平面内でベース４１に対しＸＹθ方向に自由に移動可能となっている。
【００２２】
リニアモータ２０は、強磁性体からなりテーブル２１の下面に取り付けられる細長い板状の永久磁石２６Ｘ、２６Ｘ、２６Ｙ、２６Ｙ（以下、単に「永久磁石２６」ともいう）と、これら各永久磁石２６に対応してベース４１上に設けられた平コイル２４Ｘ、２４Ｘ、２４Ｙ、２４Ｙ（以下、単に「平コイル２４」ともいう）と、を有している。
【００２３】
４つの永久磁石は２６Ｘ、２６Ｘ、２６Ｙ、２６Ｙは、正方形を形作るように配置されている。具体的には、一対の永久磁石２６Ｘ、２６Ｘが、ベース４１の中央の穴２７を挟むようにＹ軸上に配置され、互いに平行となっている。他の一対の永久磁石２６Ｙ、２６Ｙは、同じ穴２７を挟むようにＸ軸上に配置され、互いに平行となっている。各平コイル２４は、これら各永久磁石２６に対応して各磁石２６の下方に１つずつ配置されている。
【００２４】
永久磁石２６Ｘ、２６Ｘ及び平コイル２４Ｘ、２４Ｘは、テーブル２１をＸ方向に移動させるためのものであり、他の一対の永久磁石２６Ｙ、２６Ｙ及び平コイル２４Ｙ、２４Ｙは、テーブル２１をＹ方向に移動させるためのものである。
各平コイル２４は長方形の輪郭形状を有し、ベース４１の上面で薄く形成されている。各平コイル２４は、永久磁石２６の長手方向（ＳＮ極）に対し、平コイル２４の長手方向が直交するような位置関係で配置されている。
【００２５】
テーブル２１をベース４１上に搭載すると、各永久磁石２６Ｘ、２６Ｘ、２６Ｙ、２６Ｙとベース４１との間に吸引力が生じ、これにより、テーブル２１とベース４１とが互いに引き寄せられることとなる。但し、上記の通り、テーブル２１とベース４１との間にはコロ機構４６のボール４９が介在しているので、両部材２１、４１間は一定の間隔に保たれている。
【００２６】
次に、電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構５０について説明する。
ブレーキ機構５０は、図１に示すように、テーブル２１とベース４１との間の、テーブル２１の四辺に対応する位置に１つずつ配置されている。このブレーキ機構５０は、ＥＲゲルシート５５（詳細下記）と、同シート５５を上下から挟む一対の電極板（上電極板５２Ａ及び下電極板５２Ｂ）とで構成されている。
【００２７】
上電極板５２Ａは、テーブル２１の下面に設けられている。下電極板５２Ｂは、弾性体５８（詳細後述）を介してベース４１の上面に設けられている。両電極板５２Ａ、５２Ｂはいずれも、アルミ合金等からなるシート状の電極であって、ＥＲゲルシート５５の上下面とほぼ同じ大きさに形成されている。
本実施形態では一例として、上電極板５２ＡのみがＥＲゲルシート５５に対して滑動可能とされており、下電極板５２ＢはＥＲゲルシート５５に対して滑動することはない。これを実現するためには、例えば、下電極板５２Ｂのみに粗面加工を施し、下電極板５２ＢとＥＲゲルシート５５との間の摩擦抵抗を相対的に大きくし、上部電極５２ＡとＥＲゲルシート５５との間の滑動が優先して起こるようにすればよい。
【００２８】
図２は、図１のＡ−Ａ切断線における縦断面図であり、ブレーキ機構５０の構成を示している。
ＥＲゲルシート５５は、電圧を印加することにより物性（せん断力等）が変化する新機能性材料であり、図２に示すように、ゲル状媒体５９内にＥＲ粒子５７を含有し、全体としてシート状に形成されている。このＥＲゲルシート５５としては、例えば特開２００５−２５５７０１に開示されたものを使用することができる。ＥＲゲルシート５５の素材であるＥＲゲルは、ゲル骨格中にＥＲ粒子５７が分散された液状電気絶縁性媒体が封じ込まれた構造をしている。
【００２９】
ＥＲ粒子５７は、滑り特性のよい球状の粒子であり、電気絶縁性の媒体内に分散してＥＲ効果を示す。一例としては、シリカゲル、セルロース、でんぷん、大豆カゼイン、ポリスチレン系イオン交換樹脂等のように、粒子の表面に水を吸着保存する固体粒子やカーボン粒子などである。
【００３０】
液状電気絶縁性媒体としては、シリコーンオイル、塩化ジフェニル、トランスオイルなどである。このうち、シリコーンオイルは電気絶縁性に優れ、物理的、化学的にも安定であり、さらに難燃性も高いため好ましく用いることができる。
【００３１】
このＥＲゲルシート５５においては、ＥＲ粒子５７が分散した液状絶縁性媒体がゲル骨格中に保持されているのでＥＲ粒子５７が沈降・凝集することがない。また、シート状とされているので取扱い性がよく、ステージ機構１に組み込む際に特別なシール機構を必要とすることもない。
【００３２】
上記のように構成されたＥＲゲルシート５５は、次のようなメカニズムで動作をする。
まず、図２（Ａ）に示すように、上下の電極板５２Ａ、５２Ｂ間に電圧を印加していない状態では、ゲル状媒体５９の表面からＥＲ粒子５７が浮き出ている。ＥＲ粒子５７はゲル状媒体５９に拘束されているので、同媒体内で大きく動くことはない。
【００３３】
このように、ＥＲ粒子５７が浮き出た状態では、ＥＲ粒子５７と上電極板５２Ａとが低摩擦状態となり、上電極板５２Ａ（及びそれが取り付けられたテーブル２１）がＥＲゲルシート５５上で低摩擦状態で滑動可能となる。
【００３４】
一方、図２（Ｂ）に示すように、上下の電極板５２Ａ、５２Ｂ間に電圧を印加すると、ＥＲ粒子５７同士が互いに引き合い、ゲル状媒体５９の表面に浮き出ていた粒子が同媒体５９内に沈み込む。この沈み込みにより、上電極板５２Ａとゲル状媒体５９との接触面積が徐々に増加する。
ここで、ゲル状媒体５９は非常に高い濡れ特性を持つことから、このように接触面積が増加するのに応じて、上電極板５２Ａに対する接着性が増していく。これにより、上電極板５２Ａ（及びそれが取り付けられたテーブル２１）がベース４１に対して移動不能となりその場で位置固定されることとなる。
【００３５】
ところで、ＥＲゲルシート５５は、電圧が印加されＥＲ粒子５７がゲル状媒体５９内に沈み込むのに伴って、その厚みが僅かに収縮する性質を有する。例えば、厚み０．５ｍｍのシートで２μｍ程度収縮することもある。このＥＲゲルシートの厚みの微小変化が、ステージ装置１の位置固定精度に与える影響を最小限に抑えるために、本実施形態のステージ装置１では、図１に示すように、ブレーキ機構５０の下に弾性体５８が設けられている。
【００３６】
弾性体５８は、弾性変形して反発力を生じるものであれば特に限定されるものではなく、一例として、板バネやコイルバネ、又は、空圧機構や油圧機構を利用することができる。図３は、ブレーキ機構５０とこの弾性体５８との関係を模式的に示す側面図である。図３（Ａ）は、ブレーキ機構５０に電圧が印加されていない状態を示し、図３（Ｂ）は電圧が印加された状態を示している。
図３（Ａ）に示すように、テーブル２１はボール４９を介してベース４１上に載せられただけの状態となっているが、同テーブル２１には、テーブル２１の自重及び／又は上述した永久磁石２６（図１参照）の吸引力による下向きの力がかかっている。そのため、ＥＲ粒子５７がゲル状媒体５９の上面に浮き出たとしても、当然ながらテーブル２１全体が持ち上がるということはない。
【００３７】
弾性体５８は、やや圧縮された状態で、ブレーキ機構５０とベース４１との間に配置されている。弾性体５８の圧縮により生じた反発力は、ブレーキ機構５０全体をテーブル２１に向けて押し付ける付勢力として、同機構５０の下電極板５２Ｂに作用している。
【００３８】
本実施形態のステージ装置１では、このように、ＥＲゲルシート５５を利用したブレーキ機構５０の下に弾性体５８が介装されており、この弾性体５８からの付勢力によりブレーキ機構５０がテーブル２１に向けて押し付けられているので、図３（Ｂ）に示すようにブレーキ機構５０に電圧が印加され、それによりＥＲゲルシート５５の厚みが僅かに収縮したとしても、ＥＲゲルシート５５をテーブル２１の下面（具体的には「上電極板５２Ａ」）に良好に密着させることができる。そのため、ＥＲゲルシート５５とテーブル２１の下面（具体的には上電極板５２Ａ）との接触面積が十分に保たれ、テーブル２１を位置固定するための固定力を十分に得ることができる。
【００３９】
また、ＥＲゲルシート５５の上面がテーブル２１の下面（上電極板５２Ａ）に粘着したままの状態で同シート５５の厚みが収縮すると、テーブル２１の側辺の中央部に下向きの力が作用することとなる。そのため、場合によっては、その力を受けてテーブル２１が僅かに変形し、テーブル２１の平面度に影響が及ぶおそれがあるが、本発明によれば、弾性体５８によりＥＲゲルシート５８がテーブル２１側に向けて押し付けられているので、そのような問題も生じにくい。
【００４０】
以上、本発明の一形態について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、種々変更可能である。
例えば、上記構成とは逆に、電圧を印加しない状態でテーブル２１とベース４１との間の摩擦力が高い状態となり、電圧を印加した際にテーブル２１とベース４１との間の摩擦力が低減する構成とすることもできる。
【００４１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明のステージ装置の他の例を示す縦断面図である。図５は、図４のステージ装置の隅部におけるコロ機構（球面案内機構）を示す分解斜視図である。
図４に示すステージ装置は、テーブル２１の四隅部（図１参照）を上下一対のボール４９Ａ、４９Ｂで挟み込んで支える構成となっている。
【００４２】
下側のボール４９Ｂは、図５に示すように、ベース４１上に配置されたリング状の保持部材４７Ｂの中央の円形凹部内に配置されている。上側のボール４９Ａも、同様のリング状の保持部材４７Ａ内に配置されている。この保持部材４７Ａは、テーブル２１との間に所定の隙間をあけて同テーブル２１の上方に配置された上板４５の下面に取り付けられている。上板４５は、ベース４１上面の隅部に沿うようなＬ字に形成されたＬ字部材４４の上端部に固定され、テーブル２１と平行をなしている。
【００４３】
本実施形態では、このような構成により、テーブル２１の四隅部が上下一対のボール４９Ａ、４９Ｂに支持され、テーブル２１が一平面内においてＸＹθ方向に自由に移動可能となっている。この構成では、上側のボール４９Ａにより、テーブル２１の四隅部を上方から押さえ付けられているので、テーブル２１が上方へ持ち上がることがない。
このような構成であっても、上述したような本発明による作用効果は上記形態（図１参照）と同様に得ることが可能である。
【００４４】
（第３の実施形態）
図６は、本発明のステージ装置の更に他の例を示す縦断面図である。
同図に示すステージ装置では、ＥＲゲルシート５５を利用したブレーキ機構５０がブロック５１を介して弾性体５８上に配置されている。弾性体５８からの反発力は、ブロック５１を介して、上記同様ブレーキ機構５０の下面に作用するようになっている。
【００４５】
弾性体５８及びブロック５１の周囲には、ベース４１からテーブル２１に向かって上向きに立ち上がったガイド用の側壁６１Ａ、６１Ｂが設けられている。側壁６１Ａ、６１Ｂとブロック５１の側面との間には、リニアベアリングと同じようなコロ６１Ｃが介装されており、これにより、ブロック５１及びその上部に配置されたブレーキ機構５０は、横方向への動きが制限され、上下方向（テーブル２１に垂直な方向）のみに移動できるようになっている。
【００４６】
図３に示したような上記実施形態の構成の場合、テーブル２１からブレーキ機構５０に横方向の力が加わった際に、その力が弾性体５８にも伝わり、同弾性体５８が横方向に変形することでテーブル２１が所定位置から僅かにずれる可能性があり得る。これに対して、本実施形態の構成では、側壁６１Ａ、６１Ｂ等を設けてブロック５１（ひいてはその上部に配置されたブレーキ機構５０）の横方向への移動を防止しているので、テーブル２１の僅かな位置ずれが防止され、テーブル２１の位置固定の精度をより向上させることが可能となる。
【００４７】
なお、上記したステージ装置（例えば図１のステージ装置１）は、例えば加工装置に搭載して使用することができる。この場合、加工装置の工具が、ステージ装置１のテーブル２１上に保持されたワークに接する際（これを「加工始め」という）に、ＥＲゲルシート５５に電圧を印加するように構成することが好ましい。これにより、テーブル２１とベース４１とが互いに位置固定され、両者間の見かけ上の剛性が上がる。そのため、加工始めにおけるテーブル２１の微振動（ビビリ）や加工負荷による位置ずれを抑えることが可能となる。
【００４８】
また、ＥＲゲルシート５５は、ステージ装置におけるダンパー機構としても利用可能であるし、そのようなステージ装置を加工装置に搭載して使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の自転車接近警告装置の一形態を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ切断線における縦断面図であり、電気レオロジー（ＥＲ）ゲルシートを利用したブレーキ機構の構成を示している。
【図３】ブレーキ機構と弾性体の関係を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明のステージ装置の他の例を示す縦断面図である。
【図５】図４のステージ装置の隅部におけるコロ機構（球面案内機構）を示す分解斜視図である。
【図６】本発明のステージ装置の更に他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ステージ装置、
２０・・・リニアモータ、２１・・・テーブル、２４Ｘ、２４Ｙ・・・平コイル、２６Ｘ、２６Ｙ・・・永久磁石、２７・・・穴
４１・・・ベース、４４・・・Ｌ字部材、４５・・・上板、４６・・・コロ機構、４７・・・保持プレート、４７Ａ、４７Ｂ・・・保持部材、４７ａ・・・孔、４９、４９Ａ、４９Ｂ・・・ボール
５０・・・ブレーキ機構、５２Ａ、５２Ｂ・・・電極板、５５・・・ＥＲゲルシート、５７・・・ＥＲ粒子、５８・・・弾性体、５９・・・ゲル状媒体
６１Ａ、６１Ｂ・・・側壁、６１Ｃ・・・コロ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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