JP2002300766A - 揺動モータおよびステージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク減少を防止するとともに、縦方向寸法
を小さくすることができる揺動モータ（θモータ）を提
供する。さらに、トルク減少を防止するとともに、縦方
向寸法を小さくすることができる揺動モータ（θモー
タ）を備えたステージ装置を提供する。 【解決手段】 中心軸９に対して支持摺動部材１６θを
介して回動自在にキャリッジ１１θとコイル６θを設
け、複数個の永久磁石２θをその磁気空隙に前記コイル
が臨むように設けてコイルへ通電することによりキャリ
ッジを回動させる揺動モータであり、複数個の永久磁石
は中心軸を中心に３６０°未満の所定の角度に渡り配置
され、コイルへの配線１９は前記角度を除く領域に配置
される揺動モータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石とコイル
とを相対的に移動させるようにした揺動モータあるいは
リニアモータを使用した、例えば半導体製造装置、測定
装置等の精密機器の駆動機構として利用される揺動モー
タあるいはＸ―Ｙ―θステージ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、永久磁石の磁気空隙に配設さ
れたコイルと前記永久磁石が相対運動するリニアモータ
が知られている。このうち、略１０ｃｍ乃至略１００ｃ
ｍといったストロークの範囲内で物体の位置決めを行う
ためのものとしては、例えば、特公昭５８−４９１００
号および実開昭６３−９３７８３3号公報に開示されて
いるような可動コイル型リニアモータが多用されてい
る。このリニアモータは、厚さ方向に着磁した複数の永
久磁石を着磁方向が異なるように対向させて配置し、対
向する永久磁石間（または永久磁石とヨークの間）に形
成された磁気空隙内に、磁束と直角方向に運動する可動
コイル組み立て体を配設した構造を有する。さらにこの
リニアモータでは、磁気空隙内で磁束が複数個の閉ルー
プを構成し、磁路の１部に磁束が集中しないようになっ
ているので、ストロークの全域に亘って一様な磁束密度
を発生させることができる。

【０００３】上記リニアモータの一例の概略断面図を図
８に示す。図８において１はヨークであり、鉄板のよう
な強磁性材料により平板状に形成する。２は永久磁石で
あり、厚さ方向に着磁し、表面にＮＳ磁極が相互に出現
するようにヨーク１の長手方向に配設して固着する。異
なる磁極の極性が対向するように磁気空隙３を介してヨ
ーク１に配置された複数個の永久磁石２を配設する。４
は支持板であり、前記空隙３を確保するためにヨーク１
の長手方向両端部に固着する。なお支持板４は前記ヨー
ク１と同様の強磁性材料によって形成することが好まし
い。これらヨーク１、永久磁石２、支持板４により固定
子５が構成される。

【０００４】次に６はコイルであり、前記磁気空隙３に
おける磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイ
ルによって形成する。すなわち複数個のコイルを永久磁
石２の配設方向に若干量宛てずらせて配設（ただし図８
においては、コイル1個のみを図示している）し、磁極
の方向を磁界検出素子等の手段を介して検出し、電流を
流すべきコイルおよびその方向を切換え得るように形成
する。なお上記コイル６はコイルフレーム(図示せず)を
介してキャリッジ(図示せず)に固着されて一体に支持さ
れた可動子を形成し、支持摺動部材(図示せず)を介して
前記固定子５に移動可能に設けられる。

【０００５】以上の構成により、コイル６に電流を流す
と、コイル６はフレミングの左手の法則により、ヨーク
１の長手方向の推力を受けるから、コイル６を一体に支
持してなる可動子はヨーク１の長手方向に移動する。次
にコイル６に前記と逆方向の電流を流すと、コイル６に
は前記と逆方向の推力が作用するから、可動子は前記と
逆方向に移動する。従ってコイル６への通電およびその
電流の方向を選択することにより、可動子を所定位置に
移動させることができる。なお、上記はコイルを可動
子、永久磁石を固定子とした場合であるが、コイルを固
定子、永久磁石を可動子とすることもできる。

【０００６】従来から、運動方向がＸ方向（略水平）の
Ｘリニアモータ上に、運動方向が前記Ｘ方向と直角であ
るＹ方向（略水平）のＹリニアモータを搭載し、さらに
前記Ｙリニアモータ上に回転あるいは揺動運動（回転軸
が前記Ｘ方向およびＹ方向と直角である）をするθモー
タ（揺動モータ）を搭載したＸ―Ｙ―θステージ装置が
知られている。このようなＸ―Ｙ―θステージ装置にお
いては、縦方向寸法を小さくしたコンパクトな装置を要
求される。さらに、可動子の重心は低いほうが好まし
い。このため、Ｘ―Ｙ―θステージ装置の縦方向寸法を
小さくすることが求められる。このようなＸ―Ｙ―θス
テージ装置のθモータは従来、ステッピングモータある
いはパルスモータ等を使用していた。しかし、前記ステ
ッピングモータあるいはパルスモータ等を使用したθモ
ータは、略垂直な回転軸に沿って磁気回路が構成される
ため、トルクを大きくするためには軸方向（略垂直方
向、すなわち縦方向）寸法を大きくする必要があり、必
然的に縦方向寸法が大きくなるという問題があった。

【０００７】特開平７−９９７６６には、このような従
来のθモータの縦方向寸法が大きくなるという問題を解
決するため、リニアモータを可動子の移動方向に所定の
曲率を有するようにしたθモータ（駆動ユニット）が示
されている。しかし、特開平７−９９７６６が示すθモ
ータ（駆動ユニット）は磁気回路が相隣る磁極同士での
磁束だけを使用する（磁気空隙内で磁束が閉ループを構
成しない）方式であり、前記、特公昭５８−４９１００
号および実開昭６３−９３７８３号公報に開示されてい
るような、対向する永久磁石間（または永久磁石とヨー
クの間）に形成された磁気空隙内に発生する磁束を使用
する方式に比べて磁束量が少なく、トルクが減少してし
まうという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、トルク減少を防止するとともに高さ
方向寸法を小さくすることができる、揺動モータ（θモ
ータ）を提供することである。さらに、本発明は前記揺
動モータ（θモータ）を備えたステージ装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、中
心軸に対して支持摺動部材を介して回動自在にキャリッ
ジとコイルを設け、複数個の永久磁石をその磁気空隙に
前記コイルが臨むように設けてコイルへ通電することに
よりキャリッジを回動させる揺動モータであり、複数個
の永久磁石は中心軸を中心に３６０°未満の所定の角度
に渡り配置され、コイルへの配線は前記角度を除く領域
に配置されることを特徴とする揺動モータである。

【００１０】本願の第２の発明は、中心軸に対して支持
摺動部材を介して回動自在にキャリッジと永久磁石を設
け、複数個のコイルを前記永久磁石の磁気空隙に臨むよ
うに設けてコイルへ通電することによりキャリッジを回
動させることを特徴とする揺動モータである。

【００１１】本発明の揺動モータに用いる前記支持摺動
部材には、クロスローラベアリングを好適に採用するこ
とができる。

【００１２】本発明においては前記可動子への配線をケ
ーブルベアを用いて施工することができる。

【００１３】本発明において、前記相対揺動の中心軸を
中空構造にして前記可動子への配線を前記相対揺動の中
心軸の中空部を通して施工することができる。

【００１４】本発明において、前記コイルを樹脂モール
ドすることができる。

【００１５】本願の第３の発明は、永久磁石とその磁気
空隙内に配置されるコイルとを有し、コイルに通電する
ことにより永久磁石とコイルとを相対直線運動させるよ
うにしたＹリニアモータの可動子に、前記揺動モータが
搭載されていることを特徴とするＹ―θステージ装置で
ある。

【００１６】本願の第４の発明は、永久磁石とその磁気
空隙内に配置されるコイルとを有し、コイルに通電する
ことにより永久磁石とコイルとを相対直線運動させるよ
うにしたＸリニアモータの可動子に、相対直線運動の方
向が前記Ｘリニアモータの運動方向と直角となるように
前記のＹ―θステージ装置が、搭載されていることを特
徴とするＸ―Ｙ―θステージ装置である。

【００１７】本発明のＸ―Ｙ―θステージ装置におい
て、前記ＸリニアモータおよびＹリニアモータの少なく
とも一つのリニアモータのコイルを樹脂モールドするこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の第１の形態
を示す全体斜視図である。図２は図１に記載されたθモ
ータ７θの平面図である。図３は図２のＡ―Ｏ―Ｂ断面
図である。図４は図２に記載されたケーブルベアの斜視
図である。図５は図１に記載されたＹリニアモータ７Ｙ
のＹ方向断面図である。図６は図１に記載されたＸリニ
アモータ７ＸのＸ方向断面図である。なお、同一部分は
前記図８と同一の参照符号で示す。以下、図１ないし図
６を参照しながら本実施の形態について説明する。

【００１９】本実施の形態は、運動方向が図１のＸ方向
のＸリニアモータ７Ｘ上に、運動方向が（前記Ｘ方向と
直角である）図１のＹ方向のＹリニアモータ７Ｙを搭載
し、さらに前記Ｙリニアモータ上に運動方向が図１のθ
方向の揺動運動をするθモータ７θを搭載したＸ―Ｙ―
θステージ装置である。

【００２０】まずθモータについて、図２ないし図３を
参照しながら説明する。このθモータは、前述の従来の
リニアモータにおいて、長手方向にまっすぐだった形状
を円弧状にして、直線運動していた動作を揺動運動する
ようにしたものである。ベース８θは例えばアルミニウ
ム合金により略平板状に形成される。中心軸９は例えば
アルミニウム合金により形成され中空の軸であり、ベー
ス８θの略中央（平面図で）に配設される。中心軸９は
ベース８θにボルト(図示せず)締結されるが、これに限
定されず他の方法でも良く、例えば、ベース８θの穴に
中心軸９を圧入（あるいは焼き嵌め）する方法でも良
く、あるいはベース８θと中心軸９を一体に形成しても
良い。ベース８θの後述する永久磁石の配設される部分
は、中心軸９を中心とする略半円状の平面であり、それ
以外の部分は略矩形の平面である。ベース８θ及び／又
は中心軸９の材質は前記アルミニウム合金以外に例えば
マグネシウム合金、チタン合金あるいはプラスチック樹
脂等にしても良い。なお、中心軸９は中空でなくても良
い。

【００２１】ヨーク１θは例えば鉄板のような強磁性材
料により平板状に、且つ平面形状を略扇型に形成され
る。ベース８θを磁性材料にしてベース８θとヨーク１
θとを1つの部材で兼用すると全体の高さ方向の寸法を
低減できる。

【００２２】永久磁石２θは、平面形状が略台形になる
ように形成される。そして、厚さ方向に着磁され、表面
にＮＳ磁極が相互に出現するようにヨーク１θの扇型方
向に、前記略台形の長辺を前記扇型の外周側に、短辺を
内周側になるように配設され、永久磁石付ヨークが形成
される。且つ、異なる磁極の極性が対向するように磁気
空隙３θを介して、２組の前記永久磁石付ヨークを図３
の紙面の上下に配設する。

【００２３】支持板４θは厚み方向に湾曲した板状の部
品であり、前記磁気空隙３θを確保するためにヨーク１
θの扇型外周部に配設される。なお支持板４θは前記ヨ
ーク１θと同様の強磁性材料によって形成されることが
好ましい。

【００２４】このようにヨーク１θ、永久磁石２θ、支
持板４θが一体になった磁気回路および中心軸９がベー
ス８θに配設されて、固定子５θが構成される。

【００２５】コイル６θは平面形状が略台形になるよう
に形成される。そして、前記磁気空隙３θにおける磁束
と巻線方向が直交するような偏平の多相コイルによって
形成される。すなわち複数個のコイルを永久磁石２θの
配設方向に若干量宛てずらせて配設され、磁極の方向が
磁界検出素子等の手段(図示せず)を介して検出され、電
流を流すべきコイルおよびその方向を切換え得るように
形成される。且つ、前述した永久磁石２θと同様に前記
略台形の長辺を前記扇型の外周側に、短辺を内周側にな
るように配設される。基板１０θは例えばガラスエポキ
シ樹脂製のような薄板により、平面形状を略扇型に形成
される。扇型の広さは前記多相コイルを必要数配設可能
な広さとし、厚さ寸法は前記多相コイルを配設保持可能
で、後述の射出成形時の圧力、温度に耐える範囲ででき
るだけ小さくする。そして、コイル６θが基板１０θ上
に、前述のように若干量宛てずらせて配設され、コイル
付基板が形成される。なお図２においては、両端部のコ
イル６θのみを示し、途中のコイル６θは図示を省略し
た。さらに、これらのコイル６θを結線し、その端末線
６tlに端子ピン６ｐを例えばはんだ付けにより結線処理
する。上記コイル付基板はインサートナット１２、端末
線６tl、端子ピン６ｐとともに成形用金型に位置決めイ
ンサートされる。そして例えばガラス入りポリフェニリ
ンサルファイド樹脂のような熱可塑性樹脂を前記成形用
金型のキャビティ内に例えば射出成形手段によって充填
し、コイル付基板を覆う（前記インサートナット１２は
ねじ穴部が前記樹脂の表面に露出する。また、前記端子
ピン６ｐは頭部が前記樹脂の表面に露出する。）樹脂部
１３θを成形する。このようにコイル付基板が樹脂モー
ルドされてモールドコイル１４θが形成される。

【００２６】コイル６θ自体の剛性が高ければ基板１０
θは不要であり、加えて磁気空隙３θに臨む部位の樹脂
モールドを省略しコイル６θを露出させることによりコ
イル６θと永久磁石２θとをより接近させ推力を向上さ
せることができる。樹脂量をできるだけ少なくし可動子
１５θの回転モーメントを小さくした方が応答性を更に
向上させる点で有利である。

【００２７】キャリッジ１１θは例えばアルミニウム合
金により略環状に形成される。前記キャリッジ１１θと
前記インサートナット１２がボルト締結されることによ
りによりキャリッジ１１θと前記モールドコイル１４θ
が一体に固着され可動子１５θが構成される。

【００２８】支持摺動部材１６θは玉軸受けまたはころ
軸受けである。この支持摺動部材１６θの内輪には中心
軸９が挿着され、ボルト（図示せず）により中心軸９に
締結された内輪押さえ板１７と中心軸９の段差部とによ
り前記内輪が固定される。この支持摺動部材１６θの外
輪はキャリッジ１１θに挿着され、ボルト（図示せず）
によりキャリッジ１１θに締結された外輪押さえ板１８
とキャリッジ１１θの段差部とにより前記外輪が固定さ
れる。前記支持摺動部材１６θの固定方法はこれに限定
されるものではなく、求められる仕様に応じて最適の方
法とすれば良い。このように支持摺動部材１６θは揺動
の中心軸に配設される。そして本実施の形態では、支持
摺動部材１６θとしてＴＨＫ株式会社製クロスローラベ
アリングＲＥ８０１６ＵＵＣＣ０Ｐ４を使用したが、こ
れに限定されず、求められる仕様に応じて最適のメーカ
あるいは型番のものを使用すれば良い。このクロスロー
ラベアリングはＸ，Ｙ方向の負荷を受けるラジアル軸受
けとキャリッジ１１θとそれに載せた被搬送物の荷重を
受けとめるスラスト軸受けの両方の機能を合わせ持って
いるので本発明に用いる支持摺動部材として好適であ
る。支持摺動部材１６θを介して、可動子１５θが固定
子５θに対して回転自在に保持される。可動子１５θの
回転方向に所定の曲率を有するように前記磁気回路およ
びモールドコイル１４θの形状を適切に設定する。本実
施の形態においては可動子１５θの回転角度が９５°
（すなわち揺動であり、３６０°回転ではない）である
ので、前記磁気回路およびモールドコイル１４θの平面
形状を扇形とした。前記回転角度はこれに限定されるも
のではなく、求められる仕様に応じて最適の角度とすれ
ば良い。

【００２９】このように揺動するコイル６θへの配線１
９が、図２および図４に記載されたケーブルベア２０を
用いて施工される。ケーブルベア２０のベース側端部材
２０ｅはベース８θに固着される。ケーブルベア２０の
中心軸側端部材２０ｆは中心軸９に固着される。ケーブ
ルベア２０の下（図２の紙面の直交方向の奥側）端はベ
ース８θに接触する（すなわちケーブルベア２０はベー
ス８θ上に乗っている）状態とする。図４は図２に記載
されたケーブルベア２０の斜視図である。図４の紙面の
上下方向のリンクプレート２０ａに穴付板２０ｂが橋架
される。穴付板２０ｂに備えられた穴２０ｃに配線１９
が通線される。本実施の形態においては２本の配線１９
のうち、１本はコイル６θへの動力配線とし、他の１本
は後述する位置検出手段２１θの読取ヘッド２１θａへ
の信号配線としたが、これに限定されず、求められる仕
様に応じて最適のものを使用すれば良い。配線１９は、
Ｙリニアモータ７Ｙから立ちあがって、例えばベース８
θのベースケーブル穴８θａを通り、ベース側端部材２
０ｅから穴２０ｃを通って中心軸側端部材２０ｆを経由
してコイル６θへ接続される。コイル６θが揺動すると
中心軸側端部材２０ｆも揺動し、固定されたベース側端
部材２０ｅからの配線１９が穴２０ｃにより保護されな
がら、図２のようにケーブルベア２０の曲がりに合わさ
れて曲げられる。本実施の形態ではケーブルベア２０と
して、キャプテン社製の型番１０．２．０７５−１８Ｌ
―１０２．１２Ｐ−１１１のものを使用したが、これに
限定されず、求められる仕様に応じて最適のものを使用
すれば良い。ケーブルベア２０に通す配線１９は、本実
施の形態ではキャブタイヤケーブルを使用したが、これ
に限定されず、求められる仕様に応じて最適のものを使
用すれば良い。

【００３０】ケーブルベア２０の図２の紙面の下方向
に、ケーブルベア受け２０ｄが配設される。ケーブルベ
ア受け２０ｄは、前述の中心軸側端部材２０ｆの揺動に
よるケーブルベア２０の曲げ動作時、ケーブルベア２０
が極度に曲がり図２の紙面の下方向にはみ出すのを防ぐ
ためのものである。ケーブルベア受け２０ｄは、前述の
ベース８θと同じ材質（あるいは鉄でも良い）の板材を
図２のように円弧状に形成する。ケーブルベア受け２０
ｄの高さ（図２の紙面の直交方向）寸法は、ケーブルベ
ア２０の高さ寸法と同じとしたが、これに限定されず、
求められる機能に応じて最適の寸法とすれすれば良い。
ケーブルベア受け２０ｄの形状は図のものに限定され
ず、例えば少なくとも2個所のピンを立てるようにして
も良い。

【００３１】位置検出手段２１θは、可動子１５θに配
設された読取ヘッド２１θａと固定子５θに配設された
スケール２１θｂとから構成されている。位置検出手段
２１θは、本実施の形態では光学式エンコーダとヘッド
を使用したが、これに限定されず、例えば磁気式等も仕
様可能であり、求められる仕様に応じて最適のものを使
用すれば良い。また、可動子１５θにスケール２１θｂ
を配設し、固定子５θに読取ヘッド２１θａを配設して
も良い。位置検出手段２１θは、可動子１５θの位置制
御に用いられる。

【００３２】次にＹリニアモータ７Ｙについて説明す
る。

【００３３】図５においてヨーク１は鉄板のような強磁
性材料により平板状に形成される。

【００３４】永久磁石２は厚さ方向に着磁され、表面に
ＮＳ磁極が相互に出現するようにヨーク１の長手方向に
配設され、永久磁石付ヨークが形成される。異なる磁極
の極性が対向するように磁気空隙３を介して、２組の前
記永久磁石付ヨークを図５の紙面の上下に配設する。支
持板４は前記磁気空隙３を確保するために、ヨーク１の
図５の紙面の左端部に挟着される。なお支持板４は前記
ヨーク１と同様の強磁性材料によって形成されることが
好ましい。このようにヨーク１、永久磁石２、支持板４
が一体になった磁気回路が固定子５となる。

【００３５】コイル６は前記磁気空隙３における磁束と
巻線方向が直交するような偏平の多相コイルによって形
成する。すなわち複数個のコイルが、永久磁石２の配設
方向に若干量宛てずらせて配設され、磁極の方向が磁界
検出素子等の手段（図示せず）を介して検出され、電流
を流すべきコイルおよびその方向を切換え得るように形
成される。基板１０は例えばガラスエポキシ樹脂製のよ
うな薄板により、平面形状を矩形に形成される。基板１
０の広さは前記多相コイルを必要数配設可能な広さと
し、厚さ寸法は前記多相コイルを配設保持可能で、後述
の射出成形時の圧力、温度に耐える範囲でできるだけ小
さくする。上記コイル６はインサートナット１２ととも
に成形用金型に位置決めインサートされる。そして例え
ばガラス入りポリフェニリンサルファイド樹脂のような
熱可塑性樹脂を前記成形用金型のキャビティ内に例えば
射出成形手段によって充填し、コイル６を覆う（前記イ
ンサートナット１２はねじ穴部が前記樹脂の表面に露出
する）樹脂部１３を成形する。このようにコイル６が樹
脂モールドされてモールドコイル１４が形成される。

【００３６】キャリッジ１１は例えばアルミニウム合金
により平板状に形成される。前記キャリッジ１１と前記
インサートナット１２がボルト締結されることによりに
よりキャリッジ１１と前記モールドコイル１４が一体に
固着され可動子１５が構成される。

【００３７】支持摺動部材１６を介して固定子５に対し
て可動子１５がＹ方向直線運動自在に保持される。キャ
リッジ１１に前記θモータ７θが載置される。キャリッ
ジ１１とモータ７θのベース８θとを1つの部材で兼用
すると全体の高さ方向の寸法を低減できる。

【００３８】位置検出手段２１は、可動子１５に配設さ
れた読取ヘッド２１ａと固定子５に配設されたスケール
２１ｂとから構成されている。位置検出手段２１は、本
実施の形態では光学式エンコーダとヘッドを使用した
が、これに限定されず、例えば磁気式等も仕様可能であ
り、求められる仕様に応じて最適のものを使用すれば良
い。また、可動子１５にスケール２１ｂを配設し、固定
子５に読取ヘッド２１ａを配設しても良い。位置検出手
段２１は、可動子１５の位置制御に用いられる。

【００３９】次にＸリニアモータ７Ｘについて説明す
る。

【００４０】図６においてベース８は例えばアルミニウ
ム合金により形成された略平板状の部品である。ベース
８の材質は前記アルミニウム合金以外に例えばマグネシ
ウム合金、チタン合金、プラスチック樹脂あるいは鉄等
にしても良い。

【００４１】キャリッジ１１Ｘは例えばアルミニウム合
金により図６に示すような形状に形成される。なお、図
６においては水平部と垂直部が一体のものが示されてい
るが、水平部と垂直部を別々にしてボルト締結等により
一体としても良い。

【００４２】ヨーク１、永久磁石２、支持板４、モール
ドコイル１４、位置検出手段２１は前記Ｙリニアモータ
７Ｙのものと同様である。また、Ｙリニアモータ７Ｙと
同様に、キャリッジ１１と前記モールドコイル１４が一
体に固着され可動子１５が構成される。そしてヨーク
１、永久磁石２、支持板４が一体になった磁気回路がベ
ース８に配設されて固定子５が構成される。

【００４３】支持摺動部材１６を介して固定子５に対し
て可動子１５がＸ方向直線運動自在に保持される。キャ
リッジ１１に前記Ｙリニアモータ７Ｙが載置される。Ｘ
リニアモータ７Ｘの推力発生部（モールドコイル１４）
をＹリニアモータ７Ｙの中央（重心位置）に取付けると
Ｘリニアモータ７ＸによるＹ―θステージ装置の移動が
スムースになる。また、キャリッジ１１とＹリニアモー
タ７Ｙのヨーク１とを1つの部材で兼用すると全体の高
さ方向の寸法を低減できる。

【００４４】本実施の形態においては、θモータの支持
摺動部材としてクロスローラベアリングを使用したの
で、支持摺動部材の小型化が可能になり、低コスト化で
きる。本実施の形態においては、磁気空隙３θが横方向
に平行になるようにしたので、θモータの高さ方向寸法
を小さくすることができる。このため、高さ方向寸法が
小さくコンパクトで重心の低いＸ―Ｙ―θステージ装置
を提供できる。本実施の形態においては、θモータ、Ｙ
リニアモータ、Ｘリニアモータのコイルを樹脂モールド
したのでコイル剛性が大きく堅牢なＸ―Ｙ―θステージ
装置を提供できる。本実施の形態においては、θモー
タ、Ｙリニアモータ、Ｘリニアモータのコイルを可動子
としたので、大重量の永久磁石を可動子とする方式に比
べて可動子を軽量化することができ、より高速運動可能
なＸ―Ｙ―θステージ装置を提供できる。本実施の形態
においては、コイルへの配線がケーブルベアを用いて施
工されるので、コイル運動時のケーブルのもつれや蛇行
を防止できる。また、フレキ基板に比べてケーブルはよ
り大電流を通電可能であり、Ｘ―Ｙ―θステージ装置の
高性能化に有利である。

【００４５】図７は本発明の実施の第２の形態のθモー
タを示す平面図である。そのＡ―Ｏ―Ｂ断面図は前述の
図３と同様である。以下、図７を参照しながら本実施の
形態について説明する。なお、同一部分は前記図１ない
し図６あるいは図８と同一の参照符号で示す。

【００４６】本実施の形態は、前記実施の第１の形態の
θモータ７θの中心軸９が中空であり、可動子１５θへ
の配線が前記中心軸９の中空部を通して施工されている
ものであり、それ以外は実施の第１の形態と同様であ
る。配線１９は、Ｙリニアモータ７Ｙから立ちあがっ
て、中心軸９の中空部を通り、例えばキャリッジ１１θ
のキャリッジケーブル穴１１θａを通り、コイル６θへ
接続される。コイル６θが揺動するとキャリッジ１１θ
も揺動し、Ｙリニアモータ７Ｙからの配線１９が固定さ
れた中心軸９の中空部内で前記揺動に対応してよじれ
る。本実施の形態においては、コイルへの配線が中心軸
の中空部を通して施工されるので、コイル運動時のケー
ブルのもつれや蛇行を防止できる。また、フレキ基板に
比べてケーブルはより大電流を通電可能であり、Ｘ―Ｙ
―θステージ装置の高性能化に有利である。

【００４７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものでは
なく、要求される仕様に応じて最適のものとすれば良
い。実施の形態においては、θモータの支持摺動部材と
してクロスローラベアリングを使用したが、これに限定
されず、代わりに例えばラジアル軸受けとスラスト軸受
けを組み合わせて使用しても良い。実施の形態において
は、磁気空隙を介して永久磁石同士が対向する磁気回路
としたが、Ｘリニアモータ７Ｘ、Ｙリニアモータ７Ｙお
よびθモータ７θの内すくなくとも一つの磁気回路は、
磁気空隙を介して永久磁石と対向ヨークが対向する磁気
回路としても良い。実施の形態においては、コイルが樹
脂モールドされていたが、Ｘリニアモータ７Ｘ、Ｙリニ
アモータ７Ｙおよびθモータ７θの内すくなくとも一つ
においては、コイルが樹脂モールドされず、例えばコイ
ルフレームに接着される態様としても良い。実施の形態
においては、コイルを可動子、永久磁石を固定子とした
が、Ｘリニアモータ７Ｘ、Ｙリニアモータ７Ｙおよびθ
モータ７θの内すくなくとも一つにおいては、コイル固
定子、永久磁石を可動子としても良い。実施の形態にお
いては、永久磁石およびコイルを横方向（図５、図６の
紙面の左右方向）に配設したが、Ｘリニアモータ７Ｘお
よびＹリニアモータ７Ｙの内すくなくとも一つにおいて
は、永久磁石およびコイルを縦方向（図５、図６の紙面
の上下方向）に配設しても良い。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、トルク減少を防止する
とともに、高さ方向寸法を小さくすることができる揺動
モータ（θモータ）を提供することができる。さらに本
発明によれば、トルク減少を防止するとともに、高さ方
向寸法を小さくすることができる揺動モータ（θモー
タ）を備えたステージ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態を示す全体斜視図で
ある。

【図２】図１に記載されたθモータ７θの平面図であ
る。

【図３】図２のＡ―Ｏ―Ｂ断面図である。

【図４】図２に記載されたケーブルベアの斜視図であ
る。

【図５】図１に記載されたＹリニアモータ７ＹのＹ方向
断面図である。

【図６】図１に記載されたＸリニアモータ７ＸのＸ方向
断面図である。

【図７】本発明のリニアモータの実施の第２の形態のθ
モータを示す平面図である。

【図８】従来のリニアモータを示す図面である

【符号の説明】

１、１θ、ヨーク ２、２θ、 永久磁石 ３、３θ、
磁気空隙、４、４θ 支持板、５、５θ 固定子、６、
６θ コイル、６tl 端末線、６ｐ 端子ピン、７Ｘ
Ｘリニアモータ、７Ｙ Ｙリニアモータ、７θ θモー
タ、８、８θ ベース、８θａ ベースケーブル穴、９
中心軸、１０、１０θ 基板、１１、１１θ キャリ
ッジ、１１θａ キャリッジケーブル穴、１２ インサ
ートナット、１３、１３θ 樹脂部、１４、１４θ モ
ールドコイル、１５、１５θ 可動子、１６、１６θ
支持摺動部材、１７ 内輪押さえ板、１８ 外輪押さえ
板、１９ 配線、２０ ケーブルベア、２０ａ リンク
プレート、２０ｂ 穴付板、２０ｃ 穴、２０ｄ ケー
ブルベア受け、２１、２１θ 位置検出手段、２１ａ、
２１θａ 読取ヘッド、２１ｂ、２１θｂ スケール、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 弘 群馬県多野郡吉井町多比良2977番地日立金 属機工株式会社内 Ｆターム(参考） 2F078 CA02 CA08 CB02 CB05 CB09 CB12 5F031 HA55 KA06 KA08 LA08 MA27 5H633 BB02 BB15 BB18 GG03 GG06 GG09 GG12 HH02 JA09 5H641 BB06 BB15 BB17 BB18 GG03 GG05 GG08 GG12 HH02 JA03 JA15

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸に対して支持摺動部材を介して回
   動自在にキャリッジとコイルを設け、複数個の永久磁石
   をその磁気空隙に前記コイルが臨むように設けてコイル
   へ通電することによりキャリッジを回動させる揺動モー
   タであり、複数個の永久磁石は中心軸を中心に３６０°
   未満の所定の角度に渡り配置され、コイルへの配線は前
   記角度を除く領域に配置されることを特徴とする揺動モ
   ータ。
2. 【請求項２】 中心軸に対して支持摺動部材を介して回
   動自在にキャリッジと永久磁石を設け、複数個のコイル
   を前記永久磁石の磁気空隙に臨むように設けてコイルへ
   通電することによりキャリッジを回動させることを特徴
   とする揺動モータ。
3. 【請求項３】 前記支持摺動部材がクロスローラベアリ
   ングであることを特徴とする、請求項１または２記載の
   揺動モータ。
4. 【請求項４】 前記可動子への配線がケーブルベアを用
   いて施工されていることを特徴とする請求項１記載の揺
   動モータ。
5. 【請求項５】 前記相対揺動の中心軸が中空であり、前
   記可動子への配線が前記相対揺動の中心軸の中空部を通
   して施工されていることを特徴とする請求項１記載の揺
   動モータ。
6. 【請求項６】 前記コイルが樹脂モールドされているこ
   とを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の揺動
   モータ。
7. 【請求項７】 永久磁石とその磁気空隙内に配置される
   コイルとを有し、コイルに通電することにより永久磁石
   とコイルとを相対直線運動させるようにしたＹリニアモ
   ータの可動子に、請求項１ないし６のいずれかに記載の
   前記揺動モータが搭載されていることを特徴とするＹ―
   θステージ装置。
8. 【請求項８】 永久磁石とその磁気空隙内に配置される
   コイルとを有し、コイルに通電することにより永久磁石
   とコイルとを相対直線運動させるようにしたＸリニアモ
   ータの可動子に、前記相対直線運動の方向が前記Ｘリニ
   アモータの運動方向と直角となるように請求項７記載の
   前記Ｙ―θステージ装置が搭載されていることを特徴と
   するＸ―Ｙ―θステージ装置。
9. 【請求項９】 前記ＸリニアモータおよびＹリニアモー
   タの少なくとも一つのリニアモータのコイルが、樹脂モ
   ールドされていることを特徴とする請求項８記載のＸ―
   Ｙ―θステージ装置。