CN101326588A

CN101326588A - Xy工作台执行器

Info

Publication number: CN101326588A
Application number: CNA2006800459590A
Authority: CN
Inventors: 浅生利之; 木村吉宏
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2026-11-20
Also published as: US8047095B2; US20100024587A1; DE112006003352T5; KR101275978B1; DE112006003352B4; JPWO2007066501A1; CN101326588B; WO2007066501A1; KR20080083297A; JP4969455B2

Abstract

XY工作台执行器，能内置可使搭载在工作台上的对象物在XY平面内自由移动且定位的驱动机构，并能实现显著的小型化、能将工作台的高度抑制得较低，由固定板(2)、移动板(5)、中间板(4)、X驱动机构(6)、Y驱动机构(7)构成。固定板具有沿X方向的收容槽；移动板具有沿Y方向的收容槽；中间板的下半体借助于滚动体组装在固定板的收容槽(20)内，上半体借助于滚动体组装在移动板(5)的收容槽内，中间板(4)可相对固定板向X方向、相对于移动板向Y方向自由移动；X驱动机构(6)相对于固定板向X方向推动中间板；Y驱动机构(7)相对于中间板向Y方向推动移动板，在中间板上分别设置了X驱动机构及Y驱动机构的收容室(40、41)。

Description

XY工作台执行器

技术领域

本发明涉及例如在各种检查装置、计测装置、运送装置等中利用的、用于使对象物在XY平面内自由移动进行定位的XY工作台执行器，详细地说，是涉及能够小型化到厚度10mm程度的XY工作台执行器。

背景技术

以往，作为使对象物在XY平面内自由移动、定位在任意的位置的装置，利用了线性引导器的所谓组合(built up)型的XY工作台执行器已被公知。具体地说是以如下方式构成的，即在底座、支柱等固定部上沿X方向配设轨道，同时，设置沿此轨道移动的下部工作台，而且，在此下部工作台上沿Y方向配设轨道，同时，设置沿此轨道移动的上部工作台，使上述的上部工作台相对于固定部向X方向以及Y方向自由移动。另外，作为使下部工作台相对于固定部向Y方向进退、使上部工作台相对于下部工作台向X方向进退的机构，已知的是通过滚珠丝杠将马达的旋转运动转换为直线运动，将上述的直线运动向下部工作台或者上部工作台传递的结构。

这样构造的XY工作台执行器，通过任意选定支承上述下部工作台以及上部工作台移动的线性引导器的负载载荷，从轻载荷用途到重载荷用途都能够灵活地对应，同时，通过选定轨道的长度，还能够使上部工作台的行程量增加。但是，由于将Y方向的轨道配设在向X方向移动的下部工作台上，所以，对下部工作台本身要求有高的刚性，而且，由于从固定部到上部工作台的高度也不得不增高，所以，存在着作为工作台整体大型化、重量化的问题。

另一方面，在日本特开平5-18415号公报中，公开了通过冲压加工薄壁钢板来谋求小型化、轻量化的XY工作台。具体地说，已公知的是，通过冲压加工，使钢板的两端部弯曲立起，由此形成凹槽状的下部板以及上部板，另一方面，使周围四边中的相对的两边朝向下侧，其余两边朝向上侧，形成弯曲立起的中间板，以弯曲立起的侧壁部相互相对的方式将上述上部板、中间板以及下部板组合。在相互相对的侧壁部之间配置滚珠，该滚珠在侧壁部中滚动，由此，中间板能够相对于下部板向X方向移动，上部板能够相对于中间板向Y方向自由移动。在此XY工作台中，上述下部板以及上部板尽管相对于中间板的移动方向不同，但可以使用构造完全相同的板，具有可以降低生产成本的优点。

专利文献1：日本特开平5-18415号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在日本特开平5-18415号公报中所公开的XY工作台，完全不具有使上部板相对于下部板向X方向以及Y方向进退且进行定位的驱动机构，例如，如果是将搭载在上部板上的运送对象物在XY平面内定位在任意的位置上的，则必须另外设置驱动机构。因此，作为将上部板定位在XY平面内的任意位置上的XY工作台执行器，完全没有实现小型轻量化。

另一方面，若模仿上述的所谓组合型的XY工作台执行器，则可以考虑将使中间板相对于下部板向X方向进退的机构设置在下部板上，将使上部板相对于中间板向Y方向进退的机构设置在中间板上。但是，在这种情况下，需要对下部板赋予与上部板不同的结构，不能谋求将上部板和下部板做成通用结构，以降低生产成本。

另外，在将驱动机构设置在下部板以及中间板的每一个上的情况下，需要对这些板分别单独配置驱动机构的信号线，还存在着在设置XY工作台执行器时花费工时的问题。

为了解决课题的手段

本发明就是鉴于这样的问题点而进行的，其目的在于，提供一种能够在内置了用于使搭载在工作台上的对象物在XY平面内自由移动且进行定位的驱动机构的同时，能够实现显著的小型化，而且能够将工作台的高度抑制得低的XY工作台执行器。

即，本发明的XY工作台执行器具有固定板、移动板、中间板，所述固定板具有沿X方向的收容槽，被形成为大致凹槽状；所述移动板具有沿Y方向的收容槽，被形成为大致凹槽状；所述中间板可以相对于上述固定板向X方向、相对于上述移动板向Y方向自由移动。该中间板的下半体借助于滚动体，被组装在上述固定板的收容槽内，另一方面，该中间板的上半体借助于滚动体，被组装在上述移动板的收容槽内。上述固定板和移动板仅是与中间板组合时的姿势不同，可以使用构造上完全相同的板。

另外，本发明的XY工作台执行器具有向X方向推动上述固定板的X驱动机构和向Y方向推动上述移动板的Y驱动机构。在上述中间板上分别设有上述X驱动机构以及Y驱动机构的收容室。

因为上述中间板的下半体被组装在上述固定板的收容槽内，其上半体被组装在上述移动板的收容槽内，所以，该中间板的厚度与上述固定板或者移动板相比能够足够厚。因此，通过对中间板设置上述收容室，将X驱动机构以及Y驱动机构收容在上述收容室内，可以将一对驱动机构内置在XY工作台执行器中。而且，作为XY工作台执行器的大小，能够实现与不具有驱动机构的单纯的XY工作台同等的小型化。

只要上述X驱动机构以及Y驱动机构的收容室被设置在中间板上，就不需要将X驱动机构以及Y驱动机构固定在中间板上，例如，也可以以将搭载在固定板上的X驱动机构容纳在中间板的收容室内的方式构成。尤其是，只要将X驱动机构以及Y驱动机构固定在上述中间板上，就能够将这些驱动机构的信号线汇集在一起从中间板引出，XY工作台执行器的操作变得容易。

附图说明

图1是表示适用了本发明的XY工作台执行器的第一实施方式的立体图。

图2是图1所示的XY 作台执行器的分解立体图。

图3是表示固定板的立体图。

图4是表示中间板的立体图。

图5是表示作为驱动机构的压电马达单元的立体图。

图6是表示适用了本发明的XY 作台执行器的第二实施方式的分解立体图。

图7是表示中间板的立体图。

图8是表示适用了本发明的XY工作台执行器的第三实施方式的立体图。

图9是表示从图8所示的XY工作台执行器拆下了移动板的状态的立体图。

图10是图9的X向视图。

符号说明：

1：XY 作台执行器2：固定板4：中间板5：移动板6：X驱动机构7：Y驱动机构20：收容槽21、51：导轨主体22：连结底板40、41：收容室52：连结顶板。

具体实施方式

下面，根据附图，详细说明本发明的XY 作台执行器。

图1以及图2是表示适用了本发明的XY 作台执行器的第一实施方式的图，图1是表示外观的立体图，图2是表示内部构造的分解立体图。此XY工作台执行器1由下述部件构成，即，固定在机械装置的框体或底座等固定部上的固定板2；借助于多个滚珠3被组装在上述固定板2上的中间板4；借助于多个滚珠3被组装在上述中间板4上的移动板5；使上述中间板4相对于固定板2进退的X驱动机构6；以及使上述移动板5相对于中间板4进退的Y驱动机构7。

上述中间板4被设置成能够相对于固定板2向X方向自由移动，上述移动板5被设置成能够相对于中间板3向Y方向自由移动。因此，通过将检查台和运送工作台等可动体相对于该移动板5固定，能够使上述可动体相对于上述固定部向X方向以及Y方向自由移动。

图3是表示上述固定板2的立体图。上述固定板2是通过加工厚度4mm程度的矩形形状的金属板形成的，在其上面的中央，沿X方向形成了宽度比上述中间板3的宽度稍大的收容槽20。在X方向上的收容槽20的两端是敞开的，由此，固定板2的沿Y方向的截面呈大致凹槽状。另外，上述固定板2在收容槽20的两侧具有被形成为截面大致矩形形状的一对导轨主体21、21，这一对导轨主体21、21由与收容槽20的宽度对应的连结底板22结合。

另一方面，虽然上述移动板5被形成为与固定板2完全相同的形状，但为了与中间板组合，其表里是被颠倒过来的，而且位于一对导轨主体51、51之间的收容槽不是沿X方向而是沿Y方向形成的。因此，能够形成一对相同形状的部件，将其中一个作为上述固定板、将另一个作为移动板使用。另外，在此移动板中，结合一对导轨主体51、51的连结顶板52，形成了作为运送对象物的可动体的安装面。

在上述固定板2以及移动板5的各导轨主体21、51的内侧面，形成了上述滚珠3的滚动槽30。固定板2的滚珠滚动槽30是沿X方向形成的，移动板5的滚珠滚动槽30是沿Y方向形成的。这些滚珠滚动槽50具有两个滚珠滚动面大致以90°交叉的所谓尖拱状的截面。

另一方面，如图4所示，上述中间板4被形成为其厚度是固定板2以及移动板5中的导轨主体21、51的高度的两倍左右的矩形形状，其下半体是以间隙配合的方式与固定板2的收容槽20嵌合的，而上半体是以间隙配合的方式与移动板5的收容槽嵌合的。在此中间板4的下半体的侧面上，在与固定板2的滚珠滚动槽30相对的位置，沿X方向形成了滚珠滚动槽31，在这些固定板2的滚珠滚动槽30和中间板4的滚珠滚动槽31之间配置了多个滚珠3。另外，同样地在中间板4的上半体的侧面上，在与移动板5的滚珠滚动槽30相对的位置，沿Y方向形成了滚珠滚动槽32，在这些移动板5的滚珠滚动槽30和中间板4的滚珠滚动槽32之间配置了多个滚珠5。上述滚珠滚动槽31的X方向长度与固定板2的X方向长度相同，上述滚珠滚动槽32的Y方向长度与移动板5的Y方向长度相同。

在中间板4上形成的这四条滚珠滚动槽31、32，分别具有两个滚珠滚动面大致以90°交叉的所谓尖拱状的截面。各滚珠3在固定板2或者移动板5的滚珠滚动槽30和中间板4的滚珠滚动槽31、32之间，一面承受载荷，一面滚动。另外，在同一滚珠滚动槽中滚动的一群滚珠3，是隔开规定的间隔地被配置排列在薄板状的滚珠保持架33上的，由该滚珠保持架33保持其旋转自由。此滚珠保持架33既可以是通过对金属薄板进行冲压形成的，也可以是通过注塑成形合成树脂等形成的。

在被形成在固定板2以及移动板5上的各导轨主体21、51的长度方向的两端，由螺钉固定着上述滚珠保持架33的挡块34。由此，若使移动板5相对于固定板2向X方向或者Y方向连续地移动，则滚珠保持架33和滚珠3一起移动，撞上挡块34，移动板5的关于该方向的移动能够被限制。

上述固定板2以及移动板5，是对厚度4mm左右的矩形形状的金属板材，通过使用铣床等的切削加工形成上述收容槽，然后对导轨主体21、51磨削加工滚珠滚动槽30而形成的。当然，也可以不是使用切削加工在金属板材上形成收容槽，而是使用金属注塑成形(MIM成形)来制作凹槽状的固定板2以及移动板5。

另一方面，在上述中间板4上，分别形成了用于固定上述X驱动机构6以及Y驱动机构7的收容室40、41。上述X驱动机构6的收容室40是作为中间板4的向移动板5侧的面敞开的凹部而被形成的，此收容室40也向固定板2的一方的导轨主体21敞开着。另外，此收容室40是与沿X方向形成在中间板4上的滚珠滚动槽31相互邻接的。

另外，上述Y驱动机构7的收容室41是作为中间板4的向固定板2侧的面敞开的凹部而被形成的，此收容室41也向移动板5的一方的导轨主体51敞开着。另外，此收容室41是与沿Y方向形成在中间板4上的滚珠滚动槽32相互邻接的。

固定上述X驱动机构6的收容室40和固定Y驱动机构7的收容室41，在XY平面内被设置成相互邻接的位置关系，在中间板4的厚度方向，即固定板2、中间板4以及移动板5的堆叠方向上是不重合的。

图5是表示用作上述X驱动机构6以及Y驱动机构7的压电马达单元8的立体图。此压电马达单元8是由粘合压电陶瓷所形成的压电马达80、和在保持此压电马达80的同时由螺钉固定在上述中间板4上的保持器81构成的。上述压电马达80是经由被形成为十字状的绝缘层82贴合四个压电陶瓷83、由此构成双压电晶片的。在此压电马达80的长度方向的一端，安装着前端呈圆锥形状的陶瓷制的驱动元件84。在此压电马达80中，通过调整对四个压电陶瓷83的外加电压的定时，贴合着这些压电陶瓷83的双压电晶片将反复伸缩和弯曲，上述驱动元件84的前端将以描绘椭圆轨道的方式运动。

在上述保持器81上形成了压电马达80松动嵌合的狭缝85，上述压电马达80在狭缝85内由弹簧线圈86向一个方向加载，并在该狭缝85内被保持在一定的位置。这是为了不妨碍上述的压电马达80伸缩以及弯曲。另外，上述压电马达80由板簧87从背后加载，安装在前端上的上述驱动元件84能够被推压到在移动板5或者固定板2上设置的行走路88上。

这样构成的压电马达单元8，作为X驱动机构6或者Y驱动机构7被容纳在上述收容室40、41内，由固定螺栓89紧固连接在中间板4上。作为X驱动机构6的压电马达单元8，以将压电马达80的前端的驱动元件84朝向固定板2的导轨主体21的姿势被固定在中间板4上。另外，作为Y驱动机构7的压电马达单元8，以将压电马达80的前端的驱动元件84朝向移动板5的导轨主体51的姿势被固定在中间板4上。

如图3中单点划线所示的那样，在固定板2上形成的一对导轨主体21中的、与中间板4的收容室40相对的导轨主体21上，安装着上述压电马达80的行走路88。此行走路88是陶瓷制的方杆，与滚珠滚动槽30平行地被安装在导轨主体21的内侧面上，与被固定在中间板4的收容室40中的压电马达单元8(X驱动机构6)的驱动元件84相对。虽然也可以不用将这样的陶瓷制的行走路88安装在导轨主体21上，而是将导轨主体21本身作为驱动元件84的行走路，但是，压电马达80的驱动元件84为陶瓷制的，从防止导轨主体21磨损的观点考虑，将与该驱动元件84材质相同的行走路88安装在导轨主体21上。

另外，对移动板5的导轨主体51，也同样地安装了陶瓷制的行走路。此行走路与滚珠滚动槽330平行地被安装在导轨主体51的内侧面上，与被固定在中间板4的收容室41中的压电马达单元8(Y驱动机构7)的驱动元件84相对。

如上所述，由于各压电马达80由板簧87从背后加载，所以，被安装在各压电马达80的前端上的驱动元件84，将与固定板2的行走路88或者移动板5的行走路88压接。由此，若对上述压电马达80外加电压，则驱动元件84一面描绘椭圆轨道，一面反复与行走路接触和分离，通过X驱动机构6，能够相对于固定板2向X方向推动中间板4。另外，通过Y驱动机构7，能够相对于中间板4向Y方向推动移动板5。

另外，如图3所示，在上述固定板上粘贴着线性标尺9。此线性标尺9是沿X方向被粘贴在与安装着上述行走路88的导轨主体21相反的一侧的导轨主体21的上面。另一方面，在中间板4上，在与上述线性标尺9相对的位置，设置了作为编码器的X方向传感器90，其根据中间板4相对于固定板2的移动，能够读取上述线性标尺9，并输出与中间板4向X方向的移动速度以及移动距离相应的信号。

至于移动板5，也是在一方的导轨主体51，即与安装着行走路的导轨主体51相反的一侧的导轨主体51上沿Y方向粘贴线性标尺的。另外，在中间板4上，在与此线性标尺相对的位置，设置了作为编码器的Y方向传感器91(参照图2)，其根据移动板5相对于中间板4的移动，能够读取上述线性标尺，并输出与移动板5向Y方向的移动速度以及移动距离相应的信号。另外，在固定板2和中间板4的关系中，虽然上述X方向传感器90与中间板4一起相对于线性标尺9移动，但是，在中间板4和移动板5的关系中，在上述移动板5上粘贴着的线性标尺将相对于被固定在中间板4上的Y方向传感器91产生移动。

另外，作为上述线性标尺以及读取它的传感器的组合，光学类型和磁类型的都可以。

在中间板4上设置了用于安装上述X方向传感器以及Y方向传感器的凹部42、43。用于固定上述X方向传感器90的凹部42被设置在与X驱动机构6相反的一侧的边上，用于固定上述Y方向传感器91的凹部43被设置在与Y驱动机构7相反的一侧的边上。另外，上述X方向传感器90被设置在中间板4的X方向长度的中央，上述Y方向传感器91被设置在中间板4的Y方向长度的中央，能够在最大范围内计测中间板4向X方向的进退和移动板5向Y方向的进退。

用于向上述X驱动机构6以及Y驱动机构7的压电马达80外加电压的信号线、上述X方向传感器90以及Y方向传感器91的信号线，被汇集在一起，从上述中间板4引出。这些信号线被收容在一张柔性印刷配线板(FPC)上，将形成为带状的FPC92从中间板4拉出。被拉出的FPC92与对此XY工作台执行器1的动作进行控制的控制箱(未图示)连接。

从中间板4拉出的带状的FPC92，其面被朝向中间板4相对于固定板2的移动方向，即X方向，当中间板4在X方向上移动之际能够自由地挠曲。另外，上述FPC92也可以被配置成与从中间板4拉出的位置相应地使其面朝向Y方向。

另外，在图2中，符号93是填埋固定板2的导轨主体21和移动板5的连结顶板52之间的间隙、以及移动板5的导轨主体51和固定板2的连结底板22之间的间隙的间隙块，被固定在中间板4的侧面上。

而且，上述那样构成的XY工作台执行器1，它的中间板4的下半体被收容在固定板2的收容槽20内，上半体被收容在移动板5的收容槽内，在外观上，呈现出仅仅是移动板5相对于固定板2隔着微小的间隙堆叠的、极其小型且薄型的外观。但是，使该中间板4向X方向进退的X驱动机构6、以及使移动板5相对于中间板4向Y方向进退的Y驱动机构7都被内置在中间板4内，仅通过将被拉出的FPC92连接到控制箱上，即能够使移动板5相对于固定板2在XY平面内自由地移动，定位在任意的位置。

另外，设置在中间板4上的X驱动机构6的收容室40以及Y驱动机构7的收容室41，在XY平面内相互邻接，在此XY工作台执行器1的高度方向上未重合，因此，在这方面也抑制了工作台整体的高度，能够提供薄型的XY工作台执行器1。

而且，由于使关于X方向以及Y方向的驱动机构6、7和传感器90、91的安装位置集中在中间板4上，所以，能够使各种信号线成为一束，从中间板4引出，能够使此XY工作台执行器1的操作变得容易。

另外，因为FPC还可以形成为多层，所以，通过将各种信号线收容在FPC92上，从中间板4引出，能够薄且细地形成连接中间板4和控制箱的线，在这方面也能够对XY工作台执行器1的小型化、薄型化做出贡献。

接着，图6是表示适用了本发明的XY工作台执行器101的第二实施方式的图。

此第二实施方式的XY工作台执行器101也具有固定板102、中间板104、移动板105、X驱动机构106以及Y驱动机构107，用于使移动板105在XY方向上自由移动的结构与上述第一实施方式中的XY工作台执行器1的相同。但是，作为上述X驱动机构106以及Y驱动机构107，不是使用第一实施方式所示的压电马达80，而是使用了同步型线性马达。另外，为了使用同步型线性马达，对上述固定板102、中间板104以及移动板105进行了必要的变更。因此，对与第一实施方式相同的结构，在图中标注与第一实施方式相同的符号，省略其说明。

用作上述X驱动机构106以及Y驱动机构107的线性马达，由被配置排列成一列的多个定子磁铁180、和隔着微小的间隙与这些定子磁铁180相对的线圈部件181构成。

上述定子磁铁180是以N极以及S极交互地朝向上述线圈部件181的方式配置排列的。这些定子磁铁180被配置排列在合成树脂制的保持板上，通过将上述保持板粘接到上述中间板104上，能容易地进行上述定子磁铁180相对于中间板104的配置排列。另外，上述定子磁铁180是通过将保持板注塑成形与该保持板一体化的。

另外，上述线圈部件181是通过对由铁等强磁性体形成的芯部件缠绕线圈形成的，上述芯部件的前端隔着微小的间隙与上述定子磁铁180相对。线圈由u相、v相、w相这三相构成，若对这些线圈通入三相交流电流，则在上述定子磁铁180和线圈部件181之间产生磁吸引力或者磁排斥力，能够沿定子磁铁180的配置排列方向推动线圈部件181。

上述线性马达的定子磁铁180被固定在上述中间板104上，线圈部件181被固定在固定板102以及移动板105上。

图7是表示上述中间板104的详细情况的立体图。在上述中间板104的移动板105侧的面上形成了Y驱动机构107的收容室141。上述收容室141是作为沿Y方向的槽而被形成的，该槽的长度方向的两端在中间板104的侧面是敞开着的。在此收容室141的底面，如图6所示，定子磁铁180与保持板一起通过粘接被固定。另一方面，在移动板105的里面，在与上述收容室141相对的位置，固定着上述线圈部件181，在将移动板105组装到中间板104上时，上述线圈部件181在收容室141内隔着微小的间隙与定子磁铁180相对，构成了Y驱动机构107。

另一方面，在上述中间板104的固定板102侧的面上，形成了X驱动机构106的收容室140。上述收容室140是作为沿X方向的槽而被形成的，该槽的长度方向的两端在中间板104的侧面是敞开着的。另外，此收容室140与上述收容室141相交叉，在该交叉区域中，收容室140与收容室141在中间板的厚度方向重合。在此收容室140的底面，与收容室141同样，定子磁铁180与保持板一起通过粘接被固定。另一方面，在固定板102上，在与上述收容室140相对的位置，固定着上述线圈部件181，在将中间板104组装到固定板102上时，上述线圈部件181在收容室140内隔着微小的间隙与定子磁铁180相对，构成了X驱动机构106。

通过FPC182，将信号线从X驱动机构106以及Y驱动机构107的线圈部件181引出，对各线圈部件181的通电是借助于此信号线进行的。作为信号线，通过使用FPC182，能够容易地从固定板102和中间板104之间的间隙、中间板104和移动板105之间的间隙引出信号线。

另外，对中间板104相对于固定板102的X方向的移动距离或者移动速度进行检测的机构、对移动板105相对于中间板104的Y方向的移动距离进行检测的机构，是与上述第一实施方式中的机构相同的，X方向传感器以及Y方向传感器的信号线是通过FPC183从中间板104引出的。

而且，在上述那样构成的第二实施方式的XY工作台执行器1中，也是中间板104的下半体被收容在固定板102的收容槽20内，上半体被收容在移动板105的收容槽内，在外观上，呈现出仅仅是移动板105相对于固定板102隔着微小的间隙堆叠的、极其小型且薄型的外观。但是，使该中间板104向X方向进退的X驱动机构106以及使移动板105相对于中间板104向Y方向进退的Y驱动机构107，都被容纳在中间板的收容室中，能够使移动板105相对于固定板102在XY平面内自由地移动，并定位在任意的位置。

另外，在此第二实施方式中，即使是将线性马达的线圈部件181固定在中间板104的收容室140、141内，将定子磁铁180固定在固定板102或者移动板105内，中间板104的厚度也没有任何变化的地方，能够构成同样高度的XY工作台执行器101。但是，在此第二实施方式中，特意地将线性马达的线圈部件181固定在固定板12或者移动板105上了。即，这是因为，由于上述线圈部件181因通电而产生大量的热，所以如果将其固定在被夹在固定板102以及移动板105之间的中间板104上，则不能促进线圈部件181的冷却，线性马达的推力下降。

因此，根据此第二实施方式，能够通过固定板102或者移动板105，将线性马达的线圈部件181产生的热释放到外部，能够预先防止X驱动机构106以及Y驱动机构107的推力下降的故障。

另外，在使用图进行说明的例子中，作为夹装在固定板2和中间板4、中间板4和移动板5之间的滚动体，使用了滚珠，但也可以使用滚柱。在使用滚柱的情况下，能够做成将旋转轴方向相差90°的滚柱交互配置的所谓十字滚柱交叉型。

图8是表示适用了本发明的XY工作台执行器201的第三实施方式的立体图。

此XY工作台执行器201也由下述部件构成，即，固定在机械装置的框体或者底座等固定部上的固定板202、借助于多个滚珠3被组装在上述固定板202上的中间板204、借助于多个滚珠3被组装在上述中间板204上的移动板205、使上述中间板204相对于固定板202进退的X驱动机构206、以及使上述移动板205相对于中间板204进退的Y驱动机构7。图9是为了能够观察内部构造而拆下了移动板205的立体图。另外，图10是图8的X向视图。

此第三实施方式所示的XY工作台执行器201在以下所示的两个方面与第一实施方式的XY工作台执行器1不同。

首先，第一区别点是，考虑到在特殊环境下使用，不是用树脂、金属，而是用陶瓷来形成各部件的。例如，在真空环境下，存在着气体会从树脂材料排出，真空度很难上升到作为目标的水准的问题。另外，在用于半导体生产的电子束描绘装置中，为了避免电子束的非意图的偏转，构成XY工作台执行器的各部件必须是非磁性体。

因此，在此第三实施方式所示的XY工作台执行器201中，使用陶瓷形成了固定板202、中间板204、移动板205。另外，对于安装在这些板上的各种部件、螺钉类，也是由陶瓷形成的。在各板之间一面承受负荷一面滚动的滚珠3也使用了陶瓷制的滚珠。而且，为了避免通过润滑脂等润滑剂来润滑滚珠表面，上述滚珠3的表面是由二硫化钼、石墨等固体润滑膜覆盖的。

接着，第二区别点是，在中间板204上形成了滚珠3的无限轨道。在第一实施方式中的XY工作台执行器1中，若着眼于固定板2和中间板4的关系，则是以滚珠3与滚珠保持架33一起被配置排列在固定板2的滚珠滚动槽30和中间板4的滚珠滚动槽31之间，伴随中间板4相对于固定板2的移动，滚珠3能够在上述滚珠滚动槽30、31上滚动的方式被构成的。虽然只要滚珠3相对于滚珠滚动槽30、31完全滚动接触即可，但是由于在两者之间略微地存在滑动接触，所以，若反复进行中间板4相对于固定板2的往复运动，则滚珠3相对于滚珠滚动槽30、31的位置会逐渐错开。即，在固定板2和中间板4完全重合的状态下，本来，滚珠保持架33存在于固定板2的宽度方向的中央，但是，在反复进行中间板4的移动的过程中，滚珠保持架33靠近了滚珠滚动槽30、31的端部。这种现象称为保持架错位。此保持架错位的现象对存在于中间板4和移动板5之间的滚珠3也同样。

为了修正保持架错位，虽然只要在滚珠保持架33撞到挡块34的状态下，使中间板4相对于固定板2强制移动即可，但是其中存在着问题。即，因为是相对于滚珠滚动槽30、31强制地拖滚珠3，所以假设在由固体润滑膜覆盖着滚珠3的表面的情况下，则该固体润滑膜容易剥落。若在固体润滑膜被剥离了的状态下反复进行中间板的移动，则由于滚珠的磨损产生了废弃碎末，所以难以在净化室等特殊环境下使用此XY工作台执行器。因为原本此发明的目的是提供一种极其小型的XY工作台执行器，所以，相对于固定板2推动中间板4的X驱动机构6没有大的推力，其自身也难以进行保持架错位的修正。

因此，在图8所示的XY工作台执行器201中，是以如下方式构成的，即为了排除滚珠保持架，使中间板204具有滚珠3的无限轨道203，伴随中间板204相对于固定板202的X方向移动、移动板205相对于中间板204的Y方向移动，滚珠3在上述无限轨道中循环。在表示拆下了移动板205的状态的图9中，能够理解上述滚珠3的无限轨道203。图9以及图10所示的一对无限轨道203是在移动板205的滚珠滚动槽30中滚动的滚珠3的无限轨道，伴随移动板205相对于中间板204的Y方向移动，滚珠3在无限轨道203内循环。另外，如图10所示，在固定板202的滚珠滚动槽30中滚动的滚珠3的无限轨道203，在中间板204的最下部被形成在与固定板202的滚珠滚动槽30相对的位置上。

在面向上述固定板202的滚珠滚动槽30的中间板204的侧面上，沿X方向形成了具有无限轨道的一部分的滚珠滚动槽231，另一方面，在面向上述移动板205的滚珠滚动槽30的中间板205的侧面上，沿Y方向形成了具有无限轨道的一部分的滚珠滚动槽232。沿X方向形成在中间板204上的滚珠滚动槽231，其X方向长度被形成得比固定板202的X方向长度短，能够在无限轨道203未从固定板202伸出的范围内使中间板204向X方向移动。另外，沿Y方向形成在中间板204上的滚珠滚动槽232，其Y方向长度被形成得比移动板205的Y方向长度短，能够在无限轨道203未从移动板205伸出的范围内使该移动板205向Y方向移动。即，在此第三实施方式所示的XY工作台执行器中，形成在固定工作台202或者移动工作台205上的滚珠滚动槽30的长度和形成在中间板204上的滚珠滚动槽231、232的长度之差，决定了X方向行程量以及Y方向行程量。

另外，在图8～图10所示的第三实施方式的XY工作台执行器中，线性标尺9被粘贴在固定板202以及移动板205的外侧面上，读取这些线性标尺9的X方向传感器90以及Y方向传感器91，在被支承在中间板204上的状态下被配置在固定板202或者移动板205的外侧。

另外，在图8～图10中，对与第一实施方式相同的结构，在图中标注与第一实施方式相同的符号，省略其详细的说明。

而且，在这样的第三实施方式所示的XY工作台执行器中，中间板204的下半体被收容在固定板202的收容槽20内，上半体被收容在移动板205的收容槽内，在外观上，呈现出仅仅是移动板205相对于固定板202隔着微小的间隙堆叠的、极其小型且薄型的外观。但是，使该中间板204向X方向进退的X驱动机构6以及使移动板205相对于中间板204向Y方向进退的Y驱动机构7，都被容纳在中间板204的收容室内，能够使移动板205相对于固定板202在XY平面内自由地移动，并定位在任意的位置。

Claims

1.一种XY工作台执行器，其特征在于，

所述XY工作台执行器由固定板(2)、移动板(5)、中间板(4)、X驱动机构(6)、Y驱动机构(7)构成，所述固定板(2)具有沿X方向的收容槽(20)，被形成为大致凹槽状；所述移动板(5)具有沿Y方向的收容槽，被形成为大致凹槽状；所述中间板(4)的下半体借助于滚动体(3)被组装在上述固定板的收容槽内，另一方面，所述中间板(4)的上半体借助于滚动体(3)被组装在上述移动板的收容槽内，该中间板(4)可相对于上述固定板向X方向、相对于上述移动板向Y方向自由移动；所述X驱动机构(6)相对于上述固定板，向X方向推动中间板；所述Y驱动机构(7)相对于上述中间板，向Y方向推动移动板；

在上述中间板上分别设置了上述X驱动机构以及Y驱动机构的收容室(40、41)。

2.如权利要求1所述的XY工作台执行器，其特征在于，将上述X驱动机构(6)以及Y驱动机构(7)搭载在中间板(4)上。

3.如权利要求1所述的XY工作台执行器，其特征在于，上述X驱动机构(6)的收容室和Y驱动机构(7)的收容室在XY平面内相互邻接。

4.如权利要求1所述的XY工作台执行器，其特征在于，

在上述中间板(4)上，搭载着检测该中间板相对于固定板(2)的移动量的X方向传感器(90)，和检测该中间板(4)相对于移动板(5)的移动量的Y方向传感器(91)；

将这些X方向传感器(90)以及Y方向传感器(91)的信号线与上述X驱动机构(6)以及Y驱动机构(7)的信号线汇集在一起，从上述中间板(4)引出。

5.如权利要求4所述的XY工作台执行器，其特征在于，上述X方向传感器(90)、Y方向传感器(91)、上述X驱动机构(6)以及Y驱动机构(7)的信号线被收容在一张柔性印刷配线板(92)上，从上述中间板(4)引出。

6.如权利要求5所述的XY工作台执行器，其特征在于，从上述中间板(4)引出的柔性印刷配线板(92)的面，朝向X方向或者Y方向。

7.如权利要求1所述的XY工作台执行器，其特征在于，将上述X驱动机构(6)搭载在固定板(2)上，将上述Y驱动机构(7)搭载在移动板(5)上。

8.如权利要求1所述的XY工作台执行器，其特征在于，

在上述中间板(4)上，在与上述固定板(2)之间沿X方向形成了由滚珠(3)一面承受载荷一面滚动的滚珠滚动槽(232)，另一方面，在与上述移动板(5)之间沿Y方向形成了由滚珠(3)一面承受载荷一面滚动的滚珠滚动槽(232)；而且具有上述滚珠循环的无限轨道(203)；

形成于上述中间板(4)上的X方向的滚珠滚动槽被形成得比固定板(2)的X方向长度短，另一方面，形成于上述中间板(4)上的Y方向的滚珠滚动槽被形成得比移动板(5)的Y方向长度短。

9.如权利要求8所述的XY工作台执行器，其特征在于，在上述无限轨道(203)中循环的滚珠(3)的表面，由固体润滑膜覆盖着。