JP2004251668A

JP2004251668A - テーブル装置

Info

Publication number: JP2004251668A
Application number: JP2003040248A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Maeda; 豊前田; Hiroshi Nakagawa; 洋中川
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: JP4175135B2

Abstract

【課題】多方向に移動可能でありながら、小型・薄型化が容易なテーブル装置を提供する。
【解決手段】このＸＹθテーブル装置１００は、固定支持体１０１と、Ｙテーブル１０２と、Ｘテーブル１０３とが積層配置された構成である。Ｙテーブル１０２は固定支持体１０１に対してＹ軸方向に沿って移動可能に設けられ、Ｘテーブル１０３はＹテーブル１０２に対してＸ軸方向に沿って移動可能に設けられている。回転モータ１０４は、回転モータ連結リング１０５に固着され、Ｘテーブル１０３の貫通孔１０３ａ内に収容された状態で、回転モータ連結リング１０５によりＸテーブル１０３に固定される。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アライメント装置や検査装置等を搭載するためのテーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アライメント装置や検査装置等を搭載するテーブル装置は、搭載した装置を高い自由度で移動することが要求される。このような要求に応じたテーブル装置として、図１に示すような構成のＸＹθテーブル装置が知られている。
【０００３】
同図に示すように、このＸＹθテーブル装置は、略正方形形状の固定支持体１と、固定支持体１上に積層配置されるＹテーブル２およびＸテーブル３とを備えている。Ｙテーブル２は、固定支持体１とほぼ同形状の板状部材であり、固定支持体１上にＹ軸方向に沿って設けられた駆動案内機構１ａに沿ってＹ軸方向に移動可能に支持されている。また、Ｘテーブル３も、固定支持体１とほぼ同形状の板状部材であり、Ｙテーブル２上にＸ軸方向に沿って設けられた駆動案内機構２ａ上に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。
【０００４】
Ｘテーブル３の面上には、固定支持体１、Ｙテーブル２およびＸテーブル３の積層方向（Ｚ軸方向）を軸方向として回転可能なロータ４を有する回転モータ５が配置されている。ここで、固定支持体１に対してＹテーブル２をＹ軸方向に移動させるための駆動手段や、Ｙテーブル２に対してＸテーブル３をＸ軸方向に移動させるための駆動手段としては、リニアモータやボールネジ等の方式が用いられ、回転モータ５も通常の一般的な電動モータが用いられる。
【０００５】
この構成の下、固定支持体１に対するＹテーブル２のＹ軸方向の位置と、Ｙテーブル２に対するＸテーブル３のＸ軸方向の位置を制御することにより、Ｙテーブル２をＸＹ平面上の任意の位置に移動させることができる。このようにＸＹ平面上の任意の位置に位置決めすることができる回転モータ５においてロータ４の回転角度θを制御することにより、当該ロータ４に搭載されたアライメント装置等の位置をＸＹ平面内、更にθ方向（回転）に移動できるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した固定支持体１、Ｙテーブル２、Ｘテーブル３を積層配置したＸＹθテーブル装置は、ＸＹ平面に占める設置面積を小さくすることができる。しかしながら、上述したＸＹθテーブル装置は、上記３つの部材を積層配置するとともに、その最上層に配置されるＸテーブル３の上面に回転モータを配置した構造であるため、高さ方向のサイズＨが大きくなってしまう。すなわち、従来のＸＹθテーブル装置は、その構造上、薄型化が困難であった。更に、回転モータ上に負荷（動作部）を取り付ける構成となるが、重心位置が高くなるため、制御性が悪くなり、精度悪化の原因となる。また、積み上げ構造であるため、ＸＹテーブルの中心と回転モータの回転中心をあわせることが困難であった。
【０００７】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、多方向に移動可能であり、かつ、高度の制御性を有しながら、小型・薄型化が容易なテーブル装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るテーブル装置は、支持体と、前記支持体上においてＹ方向に摺動自在に支持されたＹテーブルと、前記Ｙテーブル上において前記Ｙ方向と直交するＸ方向に摺動自在に支持され、貫通孔を有するＸテーブルと、載置部がロータに存在し、かつ、前記貫通孔から前記Ｘテーブルの下方の空間内に収められた状態で、前記Ｘテーブルに固定された回転モータとを具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成では、回転モータをＸテーブルの下方の空間内に収めることが可能となる。したがって、重心が低くなるため、高度の制御性を実現し、かつ、Ｘテーブルよりも上方に突出してしまう部品等を減少させることができるため、テーブル装置の小型化・薄型化が容易となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
Ａ．実施形態
図２は本発明の一実施形態に係るＸＹθテーブル装置１００を示す斜視図であり、図３はその分解斜視図である。更に、図４は、図２における矢印１Ｙ方向からＸＹθテーブル装置１００を見た側面図である。図３に示すように、ＸＹθテーブル１００は、略正方形板状の固定支持体１０１と、Ｙテーブル１０２と、Ｘテーブル１０３と、回転モータ１０４と、回転モータ連結リング１０５とを備えている。固定支持体１０１、Ｙテーブル１０２、Ｘテーブル１０３は、各々下方側からこの順序で積層配置されている。
【００１１】
固定支持体１０１は、４辺によって囲まれた略正方形状の板材であり、その中央部を中心とするほぼ円形の貫通孔１０１ａが形成されている。固定支持体１０１の上面には、４辺のうちＹ軸方向に沿った２辺１０１ｂ、１０１ｃ近傍に各々、Ｙ軸方向案内駆動機構１１０が設けられている。Ｙ軸方向案内駆動機構１１０は、Ｙ軸方向に沿って伸びる複数のレール部材１１０ａ及び、駆動部１１０ｂを有している。図２、図４に示すように、Ｙテーブル１０２の下面には、このレール部材１１０ａと同数のガイド部１２０ａが設けられている。さらに詳述すると、Ｙテーブル１０２は、４辺１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａおよび１２２ｂに囲まれた略正方形状の板材であり、ガイド部１２０ａはＹテーブル１０２の下面のうちＹ軸に平行な２辺１２１ａ、１２１ｂ近傍に設けられている。レール部材１１０ａとガイド部１２０ａは、摺動可能に係合されている。
【００１２】
本実施形態では、上記のようにレール部材１１０ａに沿って移動可能に支持されるＹテーブル１０２をＹ軸方向に駆動するための機構として、リニアモータを採用している。Ｙ軸方向案内駆動機構１１０の駆動部１１０ｂはこのリニアモータのコイルであり、Ｙ軸方向に沿って配置されている。本実施形態では、このコイルと、Ｙテーブル１０２の下面に設けられたコア部材１１５ｂ（図２、４参照）との間で磁界を発生させることにより、Ｙテーブル１０２をＹ軸方向に移動させる推力を発生する。なお、Ｙテーブル１０２をＹ軸方向に沿って移動させるための推力を発生することができれば、上記のようなリニアモータ方式以外の駆動方式を採用してもよく、例えばＹ軸方向案内駆動機構１１０は、ボールネジ方式でＹテーブル１０２を駆動するものであってもよい。
【００１３】
Ｙテーブル１０２には、その中央部を中心とするほぼ円形の貫通孔１０２ａが形成されている。Ｙテーブル１０２がホームポジションにあるとき、この貫通孔１０２ａの中心は、上述の貫通孔１０１ａの中心と、ＸＹ平面上ほぼ同じ位置を占め、２個の貫通孔１０１ａおよび貫通孔１０２ａは連通している。
【００１４】
また、Ｙテーブル１０２の下面における、辺１２１ａ、１２１ｂ近傍には、上述したガイド部１２０ａや、コア部材１１５ｂ等が設けられる一方で、その上面におけるＸ軸方向に平行な２辺１２２ａ、１２２ｂ近傍には、Ｘ軸方向案内駆動機構１２３が設けられている。Ｘ軸方向案内駆動機構１２３は、Ｘ軸方向に沿って伸びる複数のレール部材１２３ａ及び、駆動部１２３ｂを有している。Ｘテーブル１０３の下面には、レール部材１２３ａと同数のガイド部１３０ａ（図３参照）が設けられている。さらに詳述すると、Ｘテーブル１０３は、４辺１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａおよび１３２ｂに囲まれた略正方形状の板材であり、ガイド部１３０ａは、Ｘテーブル１０３の下面のうちＸ軸方向に平行な２辺１３１ａ、１３１ｂ近傍に設けられている。レール部材１２３ａとガイド部１３０ａは、摺動可能に係合されている。
【００１５】
本実施形態では、上記のようにレール部材１２３ａに沿って移動可能に支持されるＸテーブル１０３をＸ軸方向に駆動するための機構として、リニアモータを採用している。Ｘ軸方向案内駆動機構１２３の駆動部１２３ｂは、このリニアモータのコイルであり、Ｘ軸方向に沿って配置されている。本実施形態では、このコイルと、Ｘテーブル１０３の下面における辺部１３１ａ、１３１ｂ近傍には、上述したガイド部１３０ａの他、コア部材１２５ｂ（図２参照）が設けられており、このコア部材と、前述のコイルとの間で磁界を発生させることにより、Ｘテーブル１０３をＸ軸方向に移動させる推力を発生する。なお、Ｘテーブル１０３をＸ軸方向に沿って移動させるための推力を発生することができれば、上記のようなリニアモータ方式以外の駆動方式を採用してもよく、例えばＸ軸方向案内駆動機構１２３は、ボールネジ方式でＸテーブル１０３を駆動するものであってもよい。
【００１６】
Ｘテーブル１０３には、その中央部を中心とするほぼ円形の貫通孔１０３ａが形成されている。また、Ｘテーブル１０３の上面には、貫通孔１０３ａと同心であり、貫通孔１０３ａよりも径の大きな円形の凹部１０３ｂが設けられている。
【００１７】
Ｘテーブル１０３の貫通孔１０３ａ内には、回転モータ連結リング１０５に固定された回転モータ１０４が挿入配置される。本実施形態では、回転モータ１０４として、図４に示すようなアウターロータモータを採用している。この回転モータ１０４において、ハウジング１４０の内部には、回転部であるロータ（不図示）と、ロータを回転駆動するためのステータコイル（不図示）及びステータコイルとの間で磁界を発生させるコア部材（不図示）等が設けられている。そして、ハウジング１４０は、アルミニウム等の金属から構成されている円盤状の基台１４１を底に有している。
【００１８】
この基台１４１には複数のビス孔１４１ａが設けられている。また、回転モータ連結リング１０５の円筒底面には、これらのビス孔１４１ａに対応した複数のビス孔１５２ａが設けられている。基台１４１は、このビス孔１５２ａとビス孔１４１ａにビス１４２ａを挿通させることにより回転モータ連結リング１０５の円筒底面に締着される。
【００１９】
回転モータ連結リング１０５の上側の円筒底面の外周は、Ｚ軸に対して、垂直に張り出した外向きフリンジ１５１を有する。このフリンジ１５１には、複数のビス孔１５１ａが設けられている。回転モータ連結リング１０５の下部をＸテーブル１０３の貫通孔１０３ａに挿通させたとき、フリンジ１５１は、Ｘテーブル１０３の凹部１０３ｂによって下方から支持される。回転モータ連結リング１０５は、このようにフリンジ１５１を凹部１０３ｂに載せた状態において、ビス１５３ａをフリンジ１５１のビス孔１５１ａを介して凹部１０３ｂに挿入して固定することにより、Ｘテーブル１０３に固定される。このような構成とすることで、モータ１０４の上面はＸテーブル１０３の上面と略同一平面上に収まり、Ｘテーブル上面に突出する部品が少なくなる。
【００２０】
以上がＸテーブル１０３における回転モータ１０４および回転モータ連結リング１０５の取付態様である。本実施形態では、回転モータ１０４の上面から下面までの高さは、Ｘテーブル１０３の上面からＹテーブル１０２の上面までの高さ以下であり、回転モータ１０４の下面はＹテーブル１０２から浮いている。従って、回転モータ１０４が、Ｘテーブル１０３のＸ軸方向の移動の妨げになることはない。
【００２１】
回転モータ１０４は、円筒状の中空部１０４ａ（図４参照）を有している。Ｙテーブル１０２およびＸテーブル１０３の両方がホームポジションにあるとき、この中空部１０４ａと、貫通孔１０１ａ、１０２ａ、１０３ａの各々の中心は、ＸＹ平面上ほぼ同じ位置を占める。回転モータ１０４のロータ上面はハウジング１４０から露出している。このロータ上面には板状の載置部１４５ａ（図２参照）があり、アライメント装置や検査装置等はこの載置部１４５ａ上に設置される。回転モータ１０４のロータ部に搭載されるアライメント装置や検査装置（不図示）に対して電力や制御信号を供給するためのケーブルや、気体や流体を供給・排出するための配管等は、固定支持体１０１の下方側から貫通孔１０１ａ、１０２ａ、１０３ａおよび１０４ａを挿通させられてアライメント装置や検査装置に接続等される。
【００２２】
以上が本実施形態に係るＸＹθテーブル装置１００の構成である。このような構成の下、Ｙ軸方向案内駆動機構１１０及びＸ軸方向案内駆動機構１２３の、コイルへの電力供給を制御することにより、所定の範囲内のＸＹ平面において回転モータ１０４を任意に位置決めすることができる。更に、回転モータ内部のロータ（不図示）への電力供給を制御することにより、ロータの回転量を制御することができる。したがって、載置部材１５１ａに設置されたアライメント装置や検査装置等をＸＹ平面上の任意の位置に移動させ、さらに回転移動させることができるのである。
【００２３】
以上説明したように本実施形態に係るＸＹθテーブル装置１００では、従来のＸＹθテーブル装置（例えば、図１参照）と同様、アライメント装置や検査装置等をＸＹ平面上の任意の位置に移動させ、さらに回転移動させることができるが、従来のＸＹθテーブル装置と比して、薄型化が容易であるといった効果を奏する。更に、回転モータ上に負荷（動作部）が取り付けられた状態のテーブル装置全体の重心位置が低くなるため、制御性が上がり、精度悪化を防げる。すなわち、従来のＸＹθテーブル装置（図１参照）では、Ｘテーブル３の上面に、ステータコイルやロータ４などを含む回転モータ５の構成要素の全てを配置した構成であり、Ｘテーブル３の上面よりも上方に突出する部品が多くなり、結果として高さ方向のサイズが大きくなり、重心が高くなるため、高い制御性が望めない。一方、本実施形態に係るＸＹθテーブル装置１００では、上述したように、回転モータ連結リング１０５に締着した回転モータ１０４をＸテーブルに結合することによって、回転モータ１０４をＸテーブルの下方の空間に組み込むことが可能となり、Ｘテーブルの上面より上方への部品の突出を少なくし、これにより高さ方向のサイズの増加を抑制することができるのである。また更に、本実施形態による構成では、回転モータ連結リング１０５に締着された回転モータ１０４をＸＹテーブルの上方から挿入、締着すればいいだけなので、組み立てが容易である。
【００２４】
Ｂ．変形例
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形が可能である。
【００２５】
上述した実施形態においては、回転モータ１０４をＸテーブルに固着する方法として、回転モータ連結リング１０５を採用したが、このような固着方法に限定されるものではない。要は、回転モータ１０４をＸテーブルの下方の空間に組み込むことでＸテーブルの上面から部品がなるべく突出しないようにすればよい。また、回転モータ１０４は、アウターロータモータを採用していたが、これに限定されるものではなく、他の方式のモータであってもよい。
【００２６】
例えば、図５に示すＸＹθテーブル装置１００の構成では、回転モータ１０４として、インナーロータモータを有している。回転モータ１０４は、ハウジング２４０を有しており、このハウジング２４０の内部には図示せぬステータコイル、ロータ等が収容されている。ハウジング２４０は、略円筒径をなしているが、その上端近傍の部分は他の部分よりも大きく外側に張り出し、円板状の固定部２４１を構成している。また、ハウジング２４０の底面は、その中央付近の領域が下方に突出して円形突起部２０２となっている。この円形突起部２０２の内側には、ロータの回転軸２０１を支持する軸受け（図示略）が設けられている。また、回転軸２０１の上端部分は、ハウジング２４０の上面から突出しており、これには図示せぬ載置部材が取り付けられる。Ｘテーブル１０３には、上述の実施形態同様に、貫通孔１０３ａ（図３参照）と、これを取り囲む凹部１０３ｂ（図３参照）がある。回転モータ１０４は、Ｘテーブル１０３の上方から貫通孔１０３ａに挿入配置され、回転モータ１０４の固定部２４１は、凹部１０３ｂ上に支持される。ここで、ビス２５３ａを固定部２４１の上方側から挿通し、凹部１０３ｂに締着することにより、回転モータ１０４は、Ｘテーブルに結合され、Ｘテーブル空間内に収まることとなる。
【００２７】
図５に見られるように、Ｘテーブル１０３に固定された状態において、回転モータ１０４のハウジング２４０の底面は、Ｙテーブル１０２の上面より上層に位置することとなるが、円形状突部２０２の一部はＹテーブル１０２の貫通孔１０２ａ（図３参照）に挿入配置されることとなる。Ｘテーブル１０３は、円形突起部２０２をテーブル１０２の貫通孔１０２ａの周辺に当てない範囲でＸ軸方向に移動可能である。Ｘテーブル１０３のＸ軸方向の移動範囲を広げる場合には、貫通孔１０２ａを、Ｙテーブル１０２の下面に配置されるガイド部１１５ｂに差し障りのない位置まで広げればよい。
【００２８】
上述の実施形態同様、この構成でも、回転モータ１０４の上面はＸテーブル１０３の上面と略同一平面上に収まり、Ｘテーブル上面に突出する部品が少なくなる。したがって、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多方向に移動可能でありながら、装置の小型・薄型化が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＸＹθテーブル装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＸＹθテーブル装置を示す斜視図である。
【図３】前記実施形態に係るＸＹθテーブル装置を示す分解斜視図である。
【図４】前記実施形態に係るＸＹθテーブル装置の組み立ての構成を示す部分分解側面図である。
【図５】前記ＸＹθテーブル装置の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
１００……ＸＹθテーブル装置、１０１……固定支持体、１０２……Ｙテーブル、１０３……Ｘテーブル、１０３ａ……貫通孔、１０３ｂ……凹部、１０４……回転モータ、１０５……回転モータ連結リング、１１０……Ｙ軸方向案内駆動機構、１１０ａ……レール部材、１１０ｂ……駆動部、１２３……Ｘ軸方向案内駆動機構、１２３ａ……レール部材、１２３ｂ……駆動部、１４０……ハウジング、１４１……基台、１４５ａ……載置部、１５１……外向きフリンジ。

Claims

支持体と、
前記支持体上においてＹ方向に摺動自在に支持されたＹテーブルと、
前記Ｙテーブル上において前記Ｙ方向と直交するＸ方向に摺動自在に支持され、貫通孔を有するＸテーブルと、
載置部がロータに存在し、かつ、前記貫通孔から前記Ｘテーブルの下方の空間内に収められた状態で、前記Ｘテーブルに固定された回転モータと
を具備することを特徴とするテーブル装置。
前記回転モータを内側に保持する連結リングを具備し、この連結リングを介して前記回転モータを前記Ｘテーブルに固定したことを特徴とする請求項１に記載のテーブル装置。