(57)【要約】【課題】回転角度を大きく取ることが可能であると共に、ロストモーションを小さく抑えることが可能な角度調整装置を提供する。【解決手段】ベース６上のテーブル２を回転させて所定の回転方向に位置決めする位置決め機構４を備え、位置決め機構は、アーム部２ａを横断する方向に延出したねじ軸８を有する送りねじとしてのボールねじ１０、ボールねじによる直線運動を所定角度範囲における円運動に変換してテーブルに伝達する連結部を備え、連結部には、ブラケット１６に設けられた連結部用リニアガイド、テーブルと連結部用リニアガイドとを連結する連結機構が設けられ、連結部用リニアガイドには、送りねじのねじ軸を横断する方向に延出した一対のガイドレール２４ａ,２４ｂ、これらガイドレールに沿って移動自在の一対のスライダ２６ａ,２６ｂが設けられている。【選択図】    図１
2005221044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に回転自在に設けられたテーブルと、このテーブルを所定角度範囲で回転させて所定の回転方向に位置決めすることが可能な位置決め機構とを備えた角度調整装置において、
位置決め機構は、テーブルの回転半径方向と直交する方向に延出したねじ軸を有する送りねじと、送りねじによる直線運動を所定角度範囲における円運動に変換してテーブルに伝達するための連結部とを具備し、
連結部には、ブラケットに設けられた連結部用リニアガイドと、テーブルと連結部用リニアガイドとを連結する連結機構とが設けられ、
連結部用リニアガイドには、送りねじのねじ軸を横断する方向に互いに平行に延出した一対のガイドレールと、これらガイドレールに沿って移動自在に構成された一対のスライダとが設けられていることを特徴とする角度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を所定角度に調整して位置決めする角度調整装置に関し、特に、ボールねじの駆動による直線運動を所定角度範囲の円運動に変換することにより、対象物を回転方向に調整して位置決めする角度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の角度調整装置としては、例えば特許文献１に示すように、ボールねじの駆動による直線方向の動きを、所定角度範囲における円運動に変換し、テーブルを回転方向に位置決めする角度調整テーブル装置が知られている。
角度調整テーブル装置は、図２(ａ),(ｂ)に示すように、図示しない対象物(例えば、半導体ウェハ等の検査対象物)をセットすることが可能なテーブル１０２と、このテーブル１０２を所定角度範囲で回転させて所定の回転方向に位置決めすることが可能な位置決め機構１０４とを備えている。なお、テーブル１０２は、ベース１０６上に回転自在に設けられている。
【０００３】
位置決め機構１０４は、テーブル１０２から半径方向に延出したアーム部１０２ａと、このアーム部１０２ａを横断する方向に延出したねじ軸１０８を有する送りねじとしてのボールねじ１１０と、ホールねじ１１０のねじ軸１０８を回転させるためのモータ１１２と、ボールねじ１１０による直線運動を所定角度範囲における円運動に変換してテーブル１０２に伝達するための連結部とを備えている。
ボールねじ１１０は、ねじ軸１０８の外周面に形成された螺旋状ボール溝(図示しない)と、このボール溝に対向して螺旋状ボール溝(図示しない)が内周面に形成されたボールナット１１４と、ねじ軸１０８及びボールナット１１４の双方のボール溝により形成される螺旋状転動空間(図示しない)に転動自在に配置された複数のボール(図示しない)とを備えており、モータ１１２によりねじ軸１０８を回転させると、このときの回転運動が複数のボールに伝達され、これら複数のボールが螺旋状転動空間に沿って循環することにより、ボールナット１１４をねじ軸１０８に沿って往復移動させることができるようになっている。
【０００４】
ボールナット１１４は、ブラケット１１６にねじ止めされており、このブラケット１１６は、ボールねじ用リニアガイドにより直進安定性が確保されている。この場合、ボールねじ用リニアガイドは、ブラケット１１６に固定されたスライダ１１８と、このスライダ１１８に対向し且つボールねじ１１０のねじ軸１０８に沿って平行に延出したガイドレール１２０と、スライダ１１８とガイドレール１２０とに設けられたボール溝により形成される転動空間に転動自在に配置された複数のボール(図示しない)とを備えており、このガイドレール１２０は、ベース１０６に固定されている。この構成によれば、ブラケット１１６に固定されたスライダ１１８がガイドレール１２０に沿って移動することにより、ボールナット１１４は、ブラケット１１６を介してボールねじ用リニアガイドで案内されつつ往復移動する。
【０００５】
また、位置決め機構１０４の連結部は、図２(ｂ),(ｃ),(ｄ)に示すように、ブラケット１１６に設けられた連結部用リニアガイドと、アーム部１０２ａと連結部用リニアガイドとを連結する連結機構とを備えている。
連結部用リニアガイドには、ボールねじ１１０のねじ軸１０８を横断する方向(具体的には、ねじ軸１０８に直交する方向)に延出した１本のガイドレール１２４と、このガイドレール１２４に沿って移動自在に構成されたスライダ１２６と、スライダ１２６とガイドレール１２４とに設けられたボール溝により形成される転動空間に転動自在に配置された複数のボール(図示しない)とが設けられている。
連結機構は、スライダ１２６に固定された回転軸１２２と、アーム部１０２ａ先端に固定された環状ハウジング１２８と、この環状ハウジング１２８と回転軸１２２との間に介在させた転がり軸受１３０とから構成されている。この構成によれば、回転軸１２２と環状ハウジング１２８とは、転がり軸受１３０を介して相対的に回転可能となる。
【０００６】
このような角度調整テーブル装置において、モータ１１２を駆動してボールねじ１１０のねじ軸１０８を回転させると、ねじ軸１０８の回転運動は複数のボールに伝達され、これら複数のボールが螺旋状転動空間に沿って循環することにより、ボールナット１１４をねじ軸１０８に沿って往復移動させる。このとき、ボールナット１１４の往復移動は、ブラケット１１６を介してスライダ１１８に伝達され、このスライダ１１８がガイドレール１２０に沿って移動することにより、ボールナット１１４にねじ止めされたブラケット１１６は、ボールねじ用リニアガイドを介して直進安定性を維持されつつねじ軸１０８方向に直線運動する。このときのブラケット１１６の直線運動は、このブラケット１１６に設けられた連結部用リニアガイドから連結機構を介してアーム部１０２ａに、図２(ａ)の矢印Ｌ方向で示す所定角度範囲の円運動(旋回)に変換されて伝達される。
【０００７】
このようにアーム部１０２ａが円運動(旋回)している間、アーム部１０２ａは旋回運動となるため、アーム部１０２ａ先端に固定された環状ハウジング１２８ひいては転がり軸受１３０及び回転軸１２２は、ブラケット１１６の直線運動に沿った移動のみならずこれと直交する方向にもわずかに変位する。この変位分は、連結機構を介して連結部用リニアガイドに伝達され、スライダ１２６が１本のガイドレール１２４に沿って矢印Ｓ方向に移動することにより吸収される。これにより、アーム部１０２ａ等に無理な力が加わること無く、比較的大きな旋回角度を得ることが可能となる。このようなアーム部１０２ａの円運動(旋回)に伴ってテーブル１０２が所定角度範囲で回転する。
そして、所定のタイミングでモータ１１２の駆動を停止すると、アーム部１０２ａが所定の回転(旋回)角度で位置決めされ、それに伴ってテーブル１０２が所定の回転方向に位置決めされる。この結果、テーブル１０２上にセットされた対象物を所定の回転方向に位置決めすることができる。
【０００８】
しかし、従来の角度調整テーブル装置においては、ロストモーションを小さく抑えることが困難であった。具体的には、例えばある回転位置にテーブル１０２(アーム部１０２ａ)を位置決めする場合、その回転位置への正の向きからの位置決めと、負の向きからの位置決めによる両停止位置の差を小さく抑えることが困難であった。この場合、停止位置の正確を期するためには、一方向からの位置決めを行う必要がある。
このような問題を解決するために、回転軸１２２や連結機構及び連結部用リニアガイドの代わりに、例えば図２(ｅ)に示すような板ばね１３２を連結部に装着することにより、アーム部１０２ａの旋回運動とブラケット１１６の直線運動との差を吸収させることも考えられるが、そうすると、板ばね１３２の弾性変形量には限界があり、アーム部１０２ａの回転(旋回)角度(回転方向Ｌの角度)を大きく取ることができないため、テーブル１０２の回転方向の位置決めに制限が課せられ、その結果、テーブル１０２上にセットされた対象物を所望の回転方向に位置決めすることが困難になってしまう。
【特許文献１】特開２００２−３４１０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、回転角度を大きく取ることが可能であると共に、ロストモーションを小さく抑えることが可能な角度調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、ベース上に回転自在に設けられたテーブルと、このテーブルを所定角度範囲で回転させて所定の回転方向に位置決めすることが可能な位置決め機構とを備えた角度調整装置において、位置決め機構は、テーブルの回転半径方向と直交する方向に延出したねじ軸を有する送りねじと、送りねじによる直線運動を所定角度範囲における円運動に変換してテーブルに伝達するための連結部とを具備し、連結部には、ブラケットに設けられた連結部用リニアガイドと、テーブルと連結部用リニアガイドとを連結する連結機構とが設けられ、連結部用リニアガイドには、送りねじのねじ軸を横断する方向に互いに平行に延出した一対のガイドレールと、これらガイドレールに沿って移動自在に構成された一対のスライダとが設けられている。
このように、連結部用リニアガイドに一対のガイドレールを用いたことにより、テーブル(アーム部)の回転角度を大きく取ることが可能であると共に、ロストモーションを小さく抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転角度を大きく取ることが可能であると共に、ロストモーションを小さく抑えることが可能な角度調整装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る角度調整装置について、図１を参照して説明する。
角度調整テーブル装置は、図１(ａ),(ｂ)に示すように、図示しない対象物(例えば、半導体ウェハ等の検査対象物)をセットすることが可能なテーブル２と、このテーブル２を所定角度範囲で回転させて所定の回転方向に位置決めすることが可能な位置決め機構４とを備えている。なお、テーブル２は、ベース６上に回転自在に設けられている。
【００１３】
位置決め機構４は、テーブル２から半径方向に延出したアーム部２ａと、このアーム部２ａを横断する方向に延出したねじ軸８を有する送りねじとしてのボールねじ１０と、ホールねじ１０のねじ軸８を回転させるためのモータ１２と、ボールねじ１０による直線運動を所定角度範囲における円運動に変換してテーブル２に伝達するための連結部とを備えている。
ボールねじ１０は、ねじ軸８の外周面に形成された螺旋状ボール溝(図示しない)と、このボール溝に対向して螺旋状ボール溝(図示しない)が内周面に形成されたボールナット１４と、ねじ軸８及びボールナット１４の双方のボール溝により形成される螺旋状転動空間(図示しない)に転動自在に配置された複数のボール(図示しない)とを備えており、モータ１２によりねじ軸８を回転させると、このときの回転運動が複数のボールに伝達され、これら複数のボールが螺旋状転動空間に沿って循環することにより、ボールナット１４をねじ軸８に沿って往復移動させることができるようになっている。
【００１４】
ボールナット１４は、ブラケット１６にねじ止めされており、このブラケット１６は、ボールねじ用リニアガイドにより直進安定性が確保されている。この場合、ボールねじ用リニアガイドは、ブラケット１６に固定されたスライダ１８と、このスライダ１８に対向し且つボールねじ１０のねじ軸８に沿って平行に延出したガイドレール２０とを備えており、このガイドレール２０は、ベース６に固定されている。この構成によれば、ブラケット１６に固定されたスライダ１８がガイドレール２０に沿って移動することにより、ボールナット１４は、ブラケット１６を介してボールねじ用リニアガイドで案内されつつ往復移動する。
【００１５】
また、位置決め機構４の連結部は、図１(ｂ),(ｃ),(ｄ)に示すように、ブラケット１６に設けられた連結部用リニアガイドと、アーム部２ａと連結部用リニアガイドとを連結する連結機構とを備えている。
【００１６】
連結部用リニアガイドには、ボールねじ１０のねじ軸８を横断する方向(具体的には、ねじ軸８に直交する方向)に延出した一対のガイドレール２４ａ,２４ｂと、これら一対のガイドレール２４ａ,２４ｂに沿って移動自在に構成された一対のスライダ２６ａ,２６ｂと、それぞれのガイドレール２４ａ,２４ｂ及びスライダ２６ａ,２６ｂに設けられたボール溝により形成される転動空間に転動自在に配置されたそれぞれ複数の図示しないボールとが設けられている。なお、一対のスライダ２６ａ,２６ｂは、１枚の板部材２７で互いに連結されており、一対のスライダ２６ａ,２６ｂが一対のガイドレール２４ａ,２４ｂに沿ってガタつくこと無く滑らかに摺動するようになっている。
特に、本実施の形態では、位置決め機構４の連結部を構成する連結部用リニアガイドを上記のように構成したことにより、連結部全体としての剛性を効果的に向上させることができ、ロストモーション低減を図ることができる。
【００１７】
連結機構は、板部材２７に固定された回転軸２２と、アーム部２ａ先端に固定された環状ハウジング２８と、環状ハウジング２８と回転軸２２との間に介在させた転がり軸受３０とから構成されている。この構成によれば、回転軸２２と環状ハウジング２８とは、転がり軸受３０を介して相対的に回転可能となる。
【００１８】
このような角度調整装置において、モータ１２を駆動してボールねじ１０のねじ軸８を回転させると、ねじ軸８の回転運動は複数のボールに伝達され、これら複数のボールが螺旋状転動空間に沿って循環することにより、ボールナット１４をねじ軸８に沿って往復移動させる。このとき、ボールナット１４の往復移動は、ブラケット１６を介してスライダ１８に伝達され、このスライダ１８がガイドレール２０に沿って移動することにより、ボールナット１４にねじ止めされたブラケット１６は、ボールねじ用リニアガイドを介して直進安定性を維持されつつねじ軸８方向に直線運動する。このときのブラケット１６の直線運動は、このブラケット１６に設けられた連結部用リニアガイドから連結機構を介してアーム部２ａに、図１(ａ)の矢印Ｌ方向で示す所定角度範囲の円運動(旋回)に変換されて伝達される。
【００１９】
このようにアーム部２ａが円運動(旋回)している間、アーム部２ａは旋回運動となるため、アーム部２ａ先端に固定された環状ハウジング２８ひいては転がり軸受３０及び回転軸２２は、ブラケット１６の直線運動に沿った移動のみならずこれと直交する方向にもわずかに変位する。この変位分は、連結機構を介して連結部用リニアガイドに伝達され、一対のスライダ２６ａ,２６ｂが一対のガイドレール２４ａ,２４ｂに沿って矢印Ｓ方向に移動することにより吸収される。これにより、アーム部２ａ等に無理な力が加わること無く、比較的大きな旋回角度を得ることが可能となる。このようなアーム部２ａの円運動(旋回)に伴ってテーブル２が所定角度範囲で回転する。
そして、所定のタイミングでモータ１２の駆動を停止すると、アーム部２ａが所定の回転(旋回)角度で位置決めされ、それに伴ってテーブル２が所定の回転方向に位置決めされる。この結果、テーブル２上にセットされた対象物を所定の回転方向に位置決めすることができる。
【００２０】
以上、本実施の形態によれば、連結部用リニアガイドに一対のガイドレール２４ａ,２４ｂを用いたことにより、テーブル２(アーム部２ａ)の回転角度を大きく取ることが可能であると共に、ロストモーションを小さく抑えることが可能となる。具体例としては、従来のように連結部用リニアガイドに１本のガイドレール１２４(図２参照)を用いた場合、ロストモーションが１６μｍ〜２５μｍ程度発生していたのに対し、本実施の形態のように連結部用リニアガイドに一対のガイドレール２４ａ,２４ｂを用いた場合、ロストモーションは、４μｍ以下に抑えることができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されるものでは無い。例えば、上記の構成ではアーム部２ａをテーブル２と別体としたが、アーム部２ａを省略し、テーブル２自体を直接駆動するようにしても良い。また、上記の構成では環状ハウジング２８をアーム部２ａに、回転軸２２を板部材２７に固定したが、これとは逆に、環状ハウジング２８を板部材２７に、回転軸２２をアーム部２ａに固定しても良い。また、上記の構成では送りねじやリニアガイドとして転動体を介するものを用いたが、これ以外のものを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の角度調整装置は、対象物を所定角度方向に位置決めするようなシステムであれば、例えば半導体ウェハ等の検査技術分野のみならず製造業や医療業の分野にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る角度調整装置の構成を示す平面図、（ｂ）は、同図(ａ)の矢印ｂ方向から角度調整装置を見た図(モータは図示しない)、（ｃ）は、位置決め機構の連結部の部分の拡大図、（ｄ）は、同図(ｂ)の矢印ｄ方向から位置決め機構の連結部を見た図。
【図２】（ａ）は、従来技術に係る角度調整テーブル装置の構成を示す平面図、（ｂ）は、同図(ａ)の矢印ｂ方向から角度調整テーブル装置を見た図(モータは図示しない)、（ｃ）は、位置決め機構の連結部の部分の拡大図、（ｄ）は、同図(ｂ)の矢印ｄ方向から位置決め機構の連結部を見た図、（ｅ）は、連結部に板ばねを用いた位置決め機構の部分拡大図。
【符号の説明】
【００２３】
２  テーブル
２ａ  アーム部
４  位置決め機構
６  ベース
８  ねじ軸
１０  ボールねじ
１６  ブラケット
２２  回転軸
２４ａ,２４ｂ  ガイドレール
２６ａ,２６ｂ  スライダ
【図１】
2005221044.tif 000003
【図２】
2005221044.tif 000004