(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上を第１の方向に直動自由である２個１組の第１のステージと、これを駆動する第１の駆動手段と、ベース上を前記第１の方向と垂直な第２の方向に直動自由である２個１組の第２のステージと、前記第２のステージを駆動する第２の駆動手段で構成するＸＹステージ装置において、
２個１組の第１のステージ同士は、第２の方向に直動自由な可動体とこれを支持するレールによってレールの両端にて結合されており、２個１組の第２のステージ同士は、第１の方向に直動自由な可動体とこれを支持するレールによってレールの両端にて結合されており、前記第２の方向に直動自由な可動体と第１の方向に直動自由な可動体を結合し、第１、第２両方向に位置決め可能な第３のステージを構成し、かつ、前記第３のステージにワイヤまたはベルトを取付け、前記第１のステージまたは第２のステージの両側に設置した１組の滑車またはプーリを介して、前記第３のステージの上方に新しく設けた第４のステージに前記のワイヤまたはベルトを取付けることによって、第１、第２両方向に位置決め可能とし、前記滑車またはプーリの移動範囲を開口部とした少なくとも１枚のプレートで構成されたカバーを前記第３のステージと第４のステージとの間に挿入することによってステージ部、モータ部、第３のステージと第４のステージを隔離したことを特徴とするＸＹステージ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密加工機、精密測定機等、あるいはバーチャルリアリティの分野でのヒューマンインターフェース装置における仮想的な感覚を呈示する２次元感覚呈示装置等において、ワーク等を精密位置決めするためのＸＹステージ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸＹステージ装置においては、ベース上に第１のステージ(以下、Ｘステージと呼ぶ)が配置され、Ｘステージ上にＸ方向に直行する方向にて、第２のステージ(以下、Ｙステージと呼ぶ)が配置される構造になっている。例えば、特開平６−２５４７３４号公報では、ＸＹステージ装置およびこれに用いるリニアモータが記載されている。
以下、従来のＸＹステージ装置を、図に基づいて簡単に説明する。
図５は従来技術におけるＸＹステージ装置を示す斜視図である。
図５において、２個１組の直動自由なＸステージ２はベース１上に平行に配置され、Ｘリニアモータ４で駆動される。Ｙリニアモータ５は両側のＸステージ２に支持され、Ｘステージ２上に支持されたＹステージ３を駆動している。
このような構成において、Ｘリニアモータ４およびＹリニアモータ５にてＸステージ２とＹステージ３をそれぞれ駆動することにより、ＸＹ方向の位置決めを行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＸＹステージ装置においては、次のような問題があった。
(1)Ｙリニアモータ５はＸステージ２上に搭載されており、Ｘリニアモータ４の負荷はＸステージ２とＹリニアモータ５の合計質量分となるため、Ｘリニアモータ４のサイズを大きくする必要があり、必然的に装置全体のサイズも大きくなっている。
(2)従来のＸＹステージ装置では、ステージを支持する手段である軸受等が外部空間に晒されており、軸受の摺動を妨げる埃などが入りやすい構造となっている。
(3)従来のＸＹステージ装置を、バーチャルリアリティの分野でのヒューマンインターフェース装置における仮想的な感覚を呈示する２次元感覚呈示装置として使用した場合には、軸受、リニアモータ等の周辺部品が剥き出しであるため、ステージを手足で操作する際に危険であり、ヒューマンインターフェース装置としての外観もまた著しく損ねている。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、コンパクトで、かつリニアモータや軸受等の周辺部品を保護または隔離できるようなＸＹステージ装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載の本発明は、ベース上を第１の方向に直動自由である２個１組の第１のステージと、これを駆動する第１の駆動手段と、ベース上を前記第１の方向と垂直な第２の方向に直動自由である２個１組の第２のステージと、前記第２のステージを駆動する第２の駆動手段で構成するＸＹステージ装置において、２個１組の第１のステージ同士は、第２の方向に直動自由な可動体とこれを支持するレールによってレールの両端にて結合されており、２個１組の第２のステージ同士は、第１の方向に直動自由な可動体とこれを支持するレールによってレールの両端にて結合されており、前記第２の方向に直動自由な可動体と第１の方向に直動自由な可動体を結合し、第１、第２両方向に位置決め可能な第３のステージを構成し、かつ、前記第３のステージにワイヤまたはベルトを取付け、前記第１のステージまたは第２のステージの両側に設置した１組の滑車またはプーリを介して、前記第３のステージの上方に新しく設けた第４のステージに前記のワイヤまたはベルトを取付けることによって、第１、第２両方向に位置決め可能とし、前記滑車またはプーリの移動範囲を開口部とした少なくとも１枚のプレートで構成されたカバーを前記第３のステージと第４のステージとの間に挿入することによってステージ部、モータ部、第３のステージと第４のステージを隔離するようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例におけるＸＹステージ装置を示す平面図である。
図１において、第１の方向（Ｘ方向）に直動自由な２個１組の第１のステージであるＸステージ２および第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ方向）に直動自由な２個１組の第２のステージであるＹステージ３が、ＬＭガイド６，７によって、ベース１に支持されている。Ｘステージ２、Ｙステージ３はそれぞれＸリニアモータ４、Ｙリニアモータ５で駆動される。
レール８，９と、このレールに支持される可動体１０，１１はそれぞれＸステージ２、Ｙステージ３の両側で、互いに干渉することなく且つ可動方向が直交するように固定される。さらに、可動体１０，１１は、取付部材１２によって、互いに結合され、第３のステージであるＸＹステージ１３を構成する。
Ｘリニアモータ４とＹリニアモータ５で、Ｘステージ２、Ｙステージ３を駆動することにより、ＸＹステージ１３はＸＹ両方向に位置決めされる。
本実施例によれば、Ｘステージ２、Ｙステージ３、Ｘリニアモータ４、Ｙリニアモータ５をベース1上に配置することで、可動部を小型化、軽量化でき、装置全体をコンパクトにすることができる。
［第２の実施例］
図２は本発明の第２の実施例におけるＸＹステージ装置を示す分解斜視図、図３は図２におけるＹステージ部の正断面図、図４は図２のＸＹステージ装置の外観を示す斜視図である。
第２の実施例のＸＹステージ装置を、図２、図３、および図４に基づいて説明する。
図２において、ＸＹステージ１３とＸＹ上部ステージ１９は、Ｙステージ３の両側に設置された滑車１６，１７を通してワイヤ１８で繋がれている。ＸＹ上部ステージ１９は滑車１６，１７に固定されたレール２０に支持されている。ＸＹ上部ステージ１９はＹ方向に関してはＸＹステージ１３と同方向に移動し、Ｘ方向に関してはＸＹステージ１３と反対方向に移動する。
カバー２１，２２，２３は、スペーサ１４，１５を介して図２に示す方向から取付けられ、カバー２１はワイヤの隙間に差し込まれる。図３、図４に示すように、滑車１６，１７の移動範囲である開口部２４を除いては、リニアステージ、リニアモータ等の周辺部分は、カバー２１，２２，２３によって完全に覆い隠される。
本実施例によれば、ステージ部、モータ部、ＸＹ可動部と上部可動体をワイヤ駆動により分離し、カバー２１，２２，２３によってその間を仕切るため、ステージ部、モータ部、ＸＹ可動部の周辺部品を保護することができ、上部可動体と干渉なく隔離することができる。
なお、本実施例においては、滑車１６，１７とワイヤ１８は、Ｙ方向に取付けるようにしてもよい。また、滑車１６，１７とワイヤ１８の代わりに、プーリとベルトを用いるようにしてもよい。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば次のような効果がある。
(1)請求項１記載のＸＹステージ装置によれば、Ｘステージ、Ｙステージ、Ｘリニアモータ、Ｙリニアモータをベース上に配置することで、可動部を小型化、軽量化でき、装置全体をコンパクトにすることができる。
(2)請求項２記載のＸＹステージ装置によれば、ステージ部、モータ部、ＸＹ可動部と上部可動体をワイヤ駆動により分離し、カバーによってその間を仕切るため、ステージ部、モータ部、ＸＹ可動部の周辺部品を保護することができ、上部可動体と干渉なく隔離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例におけるＸＹステージ装置を示す平面図である。
【図２】  本発明の第２の実施例におけるＸＹステージ装置を示す分解斜視図である。
【図３】  図２におけるＹステージ部の正断面図である。
【図４】  図２のＸＹステージ装置の外観を示す斜視図である。
【図５】  従来技術におけるＸＹステージ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ベース
２  Ｘステージ
３  Ｙステージ
４  Ｘリニアモータ
５  Ｙリニアモータ
６、７  ＬＭガイド
８、９、２０  レール
１０、１１  可動体
１２  取付部材
１３  ＸＹステージ
１４、１５  スペーサ
１６、１７  滑車
１８  ワイヤ
１９  ＸＹ上部ステージ
２１、２２、２３  カバー
２４  開口部
【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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