JP2008283773A - Xy table actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an XY table actuator wherein, even when a movable plate that moves in an XY plane is mounted with a motor for driving it in the Y direction, this motor and a driver sending out a driving current thereto can be coupled together without undue stress and the nimble motion of the movable plate can be achieved. <P>SOLUTION: The movable plate that can be freely positioned within an XY plane is mounted with a coil member of a Y-direction linear motor that propels the movable plate in the Y direction. At the same time, a power cable for supplying a driving current to the coil member is constructed of a flat band-like FPC that can be freely bent in a specific direction. The power cable includes: a Y-direction allowance portion that permits the movement of the movable plate in the Y direction; and an X-direction allowance portion that is continuous from the Y-direction allowance portion and is connected to the driver with the bendable direction set to the X direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば各種検査装置、計測装置、搬送装置などに利用され、搬送対象物をXY平面内で自在に移動させ、位置決めするためのXYテーブルアクチュエータに係り、特に、前記搬送対象物を搭載してXY平面内で移動する可動プレートに対して該可動プレートを駆動するモータが搭載されたタイプのXYテーブルアクチュエータに関する。   The present invention relates to an XY table actuator that is used in various inspection devices, measuring devices, transport devices, and the like, and freely moves and positions a transport target in an XY plane, and in particular, mounts the transport target. The present invention relates to an XY table actuator of a type in which a motor that drives a movable plate that moves in an XY plane is mounted.

従来、この種のXYテーブルアクチュエータとしては、WO2005/124789(特許文献1)に開示されるものが知られている。この特許文献1に開示されているXYテーブルアクチュエータは、ベッドやコラムなどに固定される固定プレートと、この固定プレートに対してX方向へ移動自在な中間プレートと、この中間プレートに対してY方向へ移動自在な可動プレートとから構成されており、前記可動プレートが固定プレートに対してX方向及びY方向へ自在に移動し得るように構成されている。   Conventionally, as this kind of XY table actuator, what is disclosed in WO2005 / 124789 (Patent Document 1) is known. The XY table actuator disclosed in Patent Document 1 includes a fixed plate fixed to a bed or a column, an intermediate plate movable in the X direction with respect to the fixed plate, and a Y direction with respect to the intermediate plate. The movable plate is configured to be movable in the X direction and the Y direction with respect to the fixed plate.

また、前記特許文献1には中間プレートを固定プレートに対して任意量だけX方向へ進退させ、可動プレートを中間プレートに対してY方向へ任意量だけ進退させる手段として、回転モータとボールねじを組み合わせた駆動手段が示されている。具体的には、中間プレートをX方向へ進退させる駆動手段が固定プレート上に設けられる一方、可動プレートをY方向進退させる駆動手段が当該可動プレートに搭載されており、中間プレートには何ら駆動手段が配設されていない。   Further, in Patent Document 1, a rotary motor and a ball screw are provided as means for moving the intermediate plate in the X direction by an arbitrary amount with respect to the fixed plate and moving the movable plate by an arbitrary amount in the Y direction with respect to the intermediate plate. A combined drive means is shown. Specifically, driving means for moving the intermediate plate forward and backward in the X direction is provided on the fixed plate, while driving means for moving the movable plate forward and backward in the Y direction is mounted on the movable plate. Is not arranged.

特許文献1には示されていないが、可動プレートにモータを搭載するにあたっては、かかるモータをこれに対して駆動電流を送出するドライバと動力ケーブルで接続する必要が生じる。ドライバは電源に接続する必要があり、重量も嵩むことから、可動プレートには搭載せずにXYテーブルアクチュエータの近傍に設置するのが一般的である。従って、前記動力ケーブルは可動プレートの動きに追従しつつ当該可動プレートに搭載されたモータとドライバとを接続するものでなければならない。   Although not shown in Patent Document 1, when a motor is mounted on the movable plate, it is necessary to connect the motor to a driver that sends a driving current to the motor with a power cable. Since the driver needs to be connected to a power source and increases in weight, it is generally installed near the XY table actuator without being mounted on the movable plate. Therefore, the power cable must connect the motor and the driver mounted on the movable plate while following the movement of the movable plate.

従来、このような用途に対応可能なケーブルとしては、フレキシプルプリント基板(以下、「FPC」という)が知られている。このFPCは厚み約30μm〜150μmのフィルム状絶縁体の上に接着層を形成し、更にその上に厚み約20μm〜50μmの導体層を形成した扁平構造であり、軽量で且つ柔軟性に優れ、小さな力で繰り返し変形させることが可能である。このため、FPCはインクジェットプリンタ等のシリアルプリンターのヘッド、すなわち往復直線運動を行うプリンタヘッドに対して印字信号を供給する信号ケーブルとして多用されている。   Conventionally, a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as “FPC”) is known as a cable that can be used for such applications. This FPC is a flat structure in which an adhesive layer is formed on a film-like insulator having a thickness of about 30 μm to 150 μm, and a conductor layer having a thickness of about 20 μm to 50 μm is formed thereon, and is lightweight and excellent in flexibility. It can be repeatedly deformed with a small force. For this reason, the FPC is often used as a signal cable for supplying a print signal to a head of a serial printer such as an ink jet printer, that is, a printer head that performs a reciprocating linear motion.

また、特開平5−250854号公報(特許文献2)に開示されるように、磁気ディスク装置において記録媒体面に沿って直線状に移動する磁気ヘッドの信号ケーブルとしてもFPCが利用されている。
WO2005/124789 特開平5−250854号公報
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-250854 (Patent Document 2), an FPC is also used as a signal cable for a magnetic head that moves linearly along a recording medium surface in a magnetic disk device.
WO2005 / 124789 JP-A-5-250854

しかし、XYテーブルアクチュエータの可動プレートに搭載されたモータをドライバと接続する際に、前記FPCを使用することには以下のような問題点があった。   However, when the motor mounted on the movable plate of the XY table actuator is connected to the driver, the use of the FPC has the following problems.

すなちわ、前記FPCは扁平構造を有していることから、特定一方向には自在に屈曲させることが可能であり、繰り返し屈曲させた場合であっても十分な耐久力を発揮するが、当該方向と直交する方向に関しては屈曲させることが困難であるといった特質がある。このため、可動プレートに搭載したモータと前記ドライバをFPCで接続した状態で、前記可動プレートをXY平面内でX方向成分及びY方向成分を含む特定方向へ移動させると、FPCに対してこれを無理に屈曲させようとする外力が作用することになり、FPCが早期に破損してしまうのである。また、FPCそれ自体が可動プレートの移動抵抗となってしまい、かかる可動プレートの軽快な運動が阻害されてしまう。   In other words, since the FPC has a flat structure, it can be bent freely in a specific direction, and even when repeatedly bent, it exhibits sufficient durability. There is a characteristic that it is difficult to bend the direction perpendicular to the direction. For this reason, if the motor mounted on the movable plate and the driver are connected by FPC, and the movable plate is moved in a specific direction including the X-direction component and the Y-direction component in the XY plane, this is applied to the FPC. An external force that is forced to bend acts, and the FPC breaks early. Further, the FPC itself becomes a movement resistance of the movable plate, and the light movement of the movable plate is hindered.

このような問題点を解決するためには、モータをX方向及びY方向の双方へ移動する可動プレートではなく、X方向へのみ移動する中間プレートに搭載するといった対策も考慮し得る。しかし、例えば前記可動プレートの駆動手段としてリニアモータを選択する場合を想定すると、かかるリニアモータのコイル部材の放熱促進の観点から、当該コイル部材は中間プレートではなく可動プレートに設けることが好ましいと言える。   In order to solve such a problem, it is possible to consider measures such as mounting the motor on an intermediate plate that moves only in the X direction, instead of a movable plate that moves in both the X and Y directions. However, for example, assuming that a linear motor is selected as the driving means for the movable plate, it can be said that it is preferable to provide the coil member not on the intermediate plate but on the movable plate from the viewpoint of promoting heat dissipation of the coil member of the linear motor. .

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、XY平面内を移動する可動プレートに対してこれをY方向へ駆動するリニアモータのコイル部材を搭載した場合であっても、かかるコイル部材とこれに駆動電流を送出するドライバとの間を無理なく連結することができ、可動プレートの軽快な運動を実現することが可能なXYテーブルアクチュエータを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its object is to mount a coil member of a linear motor that drives the movable plate in the Y direction on a movable plate that moves in the XY plane. Even so, the present invention provides an XY table actuator that can reasonably connect such a coil member and a driver that sends a driving current to the coil member, and can realize a light movement of the movable plate. is there.

すなわち、本発明のXYテーブルアクチュエータは、固定プレートと、この固定プレートに積み重ねられると共に該固定プレートに対してX方向へ移動自在な中間プレートと、この中間プレートに積み重ねられると共に該中間プレートに対してY方向へ移動自在な可動プレートと、前記固定プレートに対して中間プレートをX方向へ推進するX方向リニアモータと、前記可動プレートを前記中間プレートに対してY方向へ推進するY方向リニアモータと、前記X方向モータ及びY方向モータに動力ケーブルを介して駆動電流を供給するドライバとから構成されており、また、前記Y方向リニアモータは、前記中間プレートに搭載される固定子マグネットと、前記可動プレートに搭載されるコイル部材とから構成されている。更に、前記ドライバから前記Y方向リニアモータのコイル部材に対して駆動電流を供給する動力ケーブルは特定方向へ自在に湾曲可能な平帯状のFPCから構成されている。この動力ケーブルは、前記中間プレートに固定される中間部と、この中間部と前記コイル部材を接続し前記中間プレートに対する可動プレートのY方向の動きを許容するY方向余裕部と、前記中間部から連続すると共に湾曲可能方向をX方向に合致させた状態で前記コントローラに接続されるX方向余裕部と、から構成されている。   That is, the XY table actuator of the present invention includes a fixed plate, an intermediate plate stacked on the fixed plate and movable in the X direction with respect to the fixed plate, and stacked on the intermediate plate and the intermediate plate. A movable plate movable in the Y direction, an X direction linear motor for propelling the intermediate plate in the X direction relative to the fixed plate, and a Y direction linear motor for propelling the movable plate in the Y direction relative to the intermediate plate; And a driver for supplying a drive current to the X direction motor and the Y direction motor via a power cable, and the Y direction linear motor includes a stator magnet mounted on the intermediate plate, The coil member is mounted on the movable plate. Further, the power cable for supplying a driving current from the driver to the coil member of the Y-direction linear motor is composed of a flat-band FPC that can be freely bent in a specific direction. The power cable includes an intermediate portion fixed to the intermediate plate, a Y-direction margin portion that connects the intermediate portion and the coil member and allows the movable plate to move in the Y direction with respect to the intermediate plate, and the intermediate portion. And an X-direction margin portion connected to the controller in a state where the bendable direction is matched with the X direction.

このような本発明によれば、前記動力ケーブルはY方向リニアモータのコイル部材が搭載された可動プレートから直接引き出されてドライバに接続されるのではなく、中間プレートを経由してドライバに接続されている。すなわち、動力ケーブルのY方向余裕部は一方向に湾曲した状態で一端が可動プレートのコイル部材に、他端が中間プレートの中間部に固定されており、中間プレートに対する可動プレートのY方向への移動を許容している。また、動力ケーブルのX方向余裕部は湾曲可能な方向をX方向に合致させた状態で前記中間部から連続しており、固定プレートに対する中間プレートのX方向への移動を許容している。   According to the present invention, the power cable is not drawn directly from the movable plate on which the coil member of the Y-direction linear motor is mounted and connected to the driver, but is connected to the driver via the intermediate plate. ing. That is, the Y-direction margin of the power cable is curved in one direction, and one end is fixed to the coil member of the movable plate and the other end is fixed to the intermediate portion of the intermediate plate. Allow movement. Further, the X-direction margin of the power cable is continued from the intermediate portion in a state where the bendable direction matches the X direction, and allows the intermediate plate to move in the X direction relative to the fixed plate.

従って、可動プレートがXY平面内を二次元的に運動したとしても、前記Y方向余裕部及びX方向余裕部がそれぞれに可動プレートのY方向又はX方向の動きを吸収するので、この動力ケーブルをなすFPCに対してこれを無理に屈曲させようとする力が作用することはなく、動力ケーブルの耐久性を高めることが可能となる。また、動力ケーブルそれ自体が可動プレートの運動を妨げることもなく、かかる可動プレートの軽快な運動を手に入れることが可能となる。   Therefore, even if the movable plate moves two-dimensionally in the XY plane, the Y-direction margin portion and the X-direction margin portion absorb the movement of the movable plate in the Y direction or X direction, respectively. A force for forcibly bending the FPC is not applied to the FPC, and the durability of the power cable can be improved. In addition, the power cable itself does not hinder the movement of the movable plate, and the light movement of the movable plate can be obtained.

以下、添付図面に基づいて本発明のXYテーブルアクチュエータを詳細に説明する。   Hereinafter, an XY table actuator of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明を適用したXYテーブルアクチュエータの実施形態を示す斜視図である。このXYテーブルアクチュエータ1は、機械装置の筐体やベッド等の固定部に固定される固定プレート2と、リニアガイド介して前記固定プレート2に組付けられた中間プレート4と、リニアガイドを介して前記中間プレート4に組付けられた可動プレート5とを含んでいる。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an XY table actuator to which the present invention is applied. The XY table actuator 1 includes a fixed plate 2 fixed to a fixed part such as a housing or a bed of a mechanical device, an intermediate plate 4 assembled to the fixed plate 2 via a linear guide, and a linear guide. And a movable plate 5 assembled to the intermediate plate 4.

前記中間プレート4は固定プレート2に対してX方向へ、前記可動プレート5は中間プレート3に対してY方向へ移動自在に設けられている。従って、かかる可動プレート5に対して検査ステージや搬送テーブル等の可動体を固定することで、この可動体を前記固定プレート2に対してX方向及びY方向へ自在に移動させることが可能となっている。   The intermediate plate 4 is provided so as to be movable in the X direction with respect to the fixed plate 2, and the movable plate 5 is movable in the Y direction with respect to the intermediate plate 3. Therefore, by fixing a movable body such as an inspection stage and a transfer table to the movable plate 5, the movable body can be freely moved in the X direction and the Y direction with respect to the fixed plate 2. ing.

また、これら固定プレート2、中間プレート4及び可動プレート5はXY平面内における大きさが同一であり、図1に示すように、中間プレート4及び可動プレート5をホームポジションに設定した際には、3枚のプレート2,4,5が上下に重なって矩形体をなすようになっている。従って、XYテーブルアクチュエータ1それ自体が極めてコンパクトに構成されている。   The fixed plate 2, the intermediate plate 4 and the movable plate 5 have the same size in the XY plane. As shown in FIG. 1, when the intermediate plate 4 and the movable plate 5 are set to the home position, Three plates 2, 4 and 5 overlap each other to form a rectangular body. Therefore, the XY table actuator 1 itself is very compact.

更に、図1に示す外観からは把握することができないが、固定プレート2と中間プレート4との間には該中間プレート4をX方向へ駆動するX駆動モータが設けられる一方、中間プレート4と可動プレート5との間には該可動プレート5をY方向へ駆動するY駆動モータが収納されている。これらX駆動モータ及びY駆動モータは駆動用動力ケーブル8によってドライバ9と接続されており、かかるドライバ9はX駆動モータ及びY駆動モータに対して駆動電流を送出している。尚、X駆動モータ及びY駆動モータの具体的構成については後に詳述する。   Further, although it cannot be grasped from the appearance shown in FIG. 1, an X drive motor for driving the intermediate plate 4 in the X direction is provided between the fixed plate 2 and the intermediate plate 4. A Y drive motor for driving the movable plate 5 in the Y direction is accommodated between the movable plate 5 and the movable plate 5. These X drive motor and Y drive motor are connected to a driver 9 by a driving power cable 8, and the driver 9 sends a drive current to the X drive motor and the Y drive motor. The specific configuration of the X drive motor and the Y drive motor will be described in detail later.

また、このXYテーブルアクチュエータ1には固定プレート2に対する中間プレート4のX方向移動量、中間プレート4に対する可動プレート5のY方向移動量を計測する2組の位置検出手段が内蔵されている。各位置検出手段は、リニアスケールとこのリニアスケールを読み取る検出センサとから構成されており、検出センサは前記中間プレート4に搭載される一方、リニアスケールは前記検出センサと対向する位置で固定プレート2又は可動プレート5に保持されている。このリニアスケールと検出センサの組み合わせは、光学的な読み取り方法によるものでも、あるいは磁気的な読み取り方法によるものであっても良い。   The XY table actuator 1 includes two sets of position detection means for measuring the amount of movement of the intermediate plate 4 in the X direction relative to the fixed plate 2 and the amount of movement of the movable plate 5 in the Y direction relative to the intermediate plate 4. Each position detection means is composed of a linear scale and a detection sensor for reading the linear scale. The detection sensor is mounted on the intermediate plate 4, while the linear scale is fixed to the fixed plate 2 at a position facing the detection sensor. Alternatively, it is held by the movable plate 5. The combination of the linear scale and the detection sensor may be an optical reading method or a magnetic reading method.

そして、2つの検出センサの出力信号はセンサ用信号ケーブル10を介して、前記ドライバ9に入力され、ドライバ9は検出センサの出力信号を参照しながら前記X駆動モータ及びY駆動モータの駆動信号を生成している。   The output signals of the two detection sensors are input to the driver 9 via the sensor signal cable 10, and the driver 9 refers to the output signals of the detection sensors and outputs the drive signals of the X drive motor and the Y drive motor. Is generated.

図2は前記固定プレート2を示す斜視図である。前記固定プレート2は中央に収容溝20を有してチャネル状に形成されており、収容溝20に面した内側面にはボールの転走溝30が形成されている。前記可動プレート5もこの固定プレート2と完全に同一の形状に形成されているが、前記中間プレート4と重ね合わせた際の位相が互いに90度ずれたものとなっている。すなわち、固定プレート2では前記収容溝20がX方向に沿って形成されているが、可動プレート5では前記収容溝20がY方向に沿って形成されている。   FIG. 2 is a perspective view showing the fixed plate 2. The fixing plate 2 has a receiving groove 20 in the center and is formed in a channel shape, and a ball rolling groove 30 is formed on the inner surface facing the receiving groove 20. The movable plate 5 is also formed in the same shape as the fixed plate 2, but the phases when superimposed on the intermediate plate 4 are shifted from each other by 90 degrees. That is, in the fixed plate 2, the accommodation groove 20 is formed along the X direction, but in the movable plate 5, the accommodation groove 20 is formed along the Y direction.

また、前記中間プレート4は固定プレート2及び可動プレート5と同じ大きさの平板状に形成されており、図2に示すように、一点鎖線で示す中間プレート4を前記固定プレート2に対して重ねることで、前記固定プレート2と中間プレート4との間に前記収容溝20の大きさに対応した空間が形成され、この空間が前述したX駆動モータ6の収容室60として利用されるようになっている。このような空間は可動プレート5と中間プレート4との間にも形成され、かかる空間は前述したY駆動モータの収容室70として利用される。   The intermediate plate 4 is formed in a flat plate shape having the same size as the fixed plate 2 and the movable plate 5, and the intermediate plate 4 indicated by a one-dot chain line is overlapped with the fixed plate 2 as shown in FIG. Thus, a space corresponding to the size of the accommodation groove 20 is formed between the fixed plate 2 and the intermediate plate 4, and this space is used as the accommodation chamber 60 of the X drive motor 6 described above. ing. Such a space is also formed between the movable plate 5 and the intermediate plate 4, and this space is used as the accommodation chamber 70 of the Y drive motor described above.

図3は、前記可動プレート5を取り除いた状態を示すXYテーブルアクチュエータ1の斜視図である。前記可動プレートと対向する中間プレート4の表面にはX方向に間隔をおいて一対のリニアガイド21が固定されている。各リニアガイド21は可動プレート5に形成されたボールの転走溝30と対向する負荷転走溝22を備えており、可動プレート5の転走溝30とリニアガイド21の負荷転走溝22との間を複数のボールが荷重を負荷しながら転走することにより、可動プレート5が中間プレート4に対してY方向に自在に移動し得るように構成されている。また、前記リニアガイド21はボールの無限循環路を備えており、可動プレート5は自らの転走溝30がリニアガイド21と対向する範囲内で中間プレート4に対して移動することが可能となっている。   FIG. 3 is a perspective view of the XY table actuator 1 showing a state where the movable plate 5 is removed. A pair of linear guides 21 are fixed to the surface of the intermediate plate 4 facing the movable plate at an interval in the X direction. Each linear guide 21 is provided with a load rolling groove 22 facing the rolling groove 30 of the ball formed on the movable plate 5, and the rolling groove 30 of the movable plate 5 and the load rolling groove 22 of the linear guide 21. The movable plate 5 can be freely moved in the Y direction with respect to the intermediate plate 4 by rolling a plurality of balls while applying a load therebetween. Further, the linear guide 21 is provided with an infinite circulation path of the ball, and the movable plate 5 can move with respect to the intermediate plate 4 within a range in which its rolling groove 30 faces the linear guide 21. ing.

また、中間プレート4上には前述した一対のリニアガイドに挟まれるようにしてY駆動モータ7が配設されている。このY駆動モータ7は同期型リニアモータであり、前記中間プレート4上に一列に配列された複数の固定子マグネット71と、前記可動プレート5に固定されると共にこれら固定子マグネット71と僅かな隙間を介して対向するコイル部材72とから構成されている。   A Y drive motor 7 is disposed on the intermediate plate 4 so as to be sandwiched between the pair of linear guides described above. The Y drive motor 7 is a synchronous linear motor, and is fixed to the movable plate 5 and has a slight gap between the stator magnets 71 arranged in a line on the intermediate plate 4. It is comprised from the coil member 72 which opposes via.

前記固定子マグネット71はN極及びS極を交互に前記コイル部材72に向けるように配列されている。これらの固定子マグネット71は合成樹脂製の保持プレート73に配列されており、かかる保持プレート73を前記中間プレート4に固定することで、前記固定子マグネット71の中間プレート4に対する配列を容易に行い得るようになっている。また、各固定子マグネット71は接着によって前記保持プレート73に配列されているが、前記保持プレート73を射出成形することにより、固定子マグネット71を該保持プレート73と一体化することもできる。   The stator magnet 71 is arranged so that the N pole and the S pole are alternately directed to the coil member 72. These stator magnets 71 are arranged on a synthetic resin holding plate 73. By fixing the holding plate 73 to the intermediate plate 4, the stator magnet 71 can be easily arranged on the intermediate plate 4. To get. The stator magnets 71 are arranged on the holding plate 73 by bonding. However, the stator magnet 71 can be integrated with the holding plate 73 by injection molding the holding plate 73.

また、前記コイル部材72は鉄等の強磁性体から形成されたコア部材に対してコイルを巻き回して形成されており、かかるコア部材の先端が前記固定子マグネット71と僅かな隙間を介して対向している。コイルはu相、v相、w相の三相からなり、これらコイルに対して三相交流電流を通電すると、コイル部材71がY方向に沿った移動磁界を発生する。この移動磁界に基づいて前記固定子マグネット71とコイル部材72との間に磁気吸引力又は磁気反発力が作用し、コイル部材72を固定子マグネット71の配列方向に沿って推進することができるようになっている。   The coil member 72 is formed by winding a coil around a core member made of a ferromagnetic material such as iron, and the tip of the core member is interposed between the stator magnet 71 and a slight gap. Opposite. The coil is composed of three phases, u-phase, v-phase, and w-phase. When a three-phase alternating current is passed through these coils, the coil member 71 generates a moving magnetic field along the Y direction. Based on this moving magnetic field, a magnetic attractive force or a magnetic repulsive force acts between the stator magnet 71 and the coil member 72 so that the coil member 72 can be propelled along the arrangement direction of the stator magnet 71. It has become.

尚、図3は中間プレート4の表面側、すなわち可動プレート5に面した側の構造を示しているが、かかる中間プレート4の裏面側、すなわち固定プレート2に面した側にも一対のリニアガイド21が配設され、固定プレート2に対して中間プレート4がX方向へ自在に運動し得るようになっている。また、中間プレート4を固定プレート2に対してX方向へ駆動するX駆動モータは、前記Y駆動モータ7と同様に固定子マグネット及びコイル部材から構成され、固定子マグネットが中間プレート4の裏面側に、コイル部材が固定プレート2に夫々固定されている。   3 shows the structure of the surface side of the intermediate plate 4, that is, the side facing the movable plate 5, but a pair of linear guides are also provided on the back surface side of the intermediate plate 4, that is, the side facing the fixed plate 2. 21 is arranged so that the intermediate plate 4 can move freely in the X direction with respect to the fixed plate 2. Further, the X drive motor that drives the intermediate plate 4 in the X direction with respect to the fixed plate 2 is composed of a stator magnet and a coil member, like the Y drive motor 7, and the stator magnet is on the back side of the intermediate plate 4. In addition, the coil members are respectively fixed to the fixing plate 2.

また、図3中において、符号74は可動プレート5の収容溝20に僅かな隙間を介して対向する隔壁であり、中間プレート4の表面側でY方向の両端に夫々設けられている。この隔壁74は可動プレート5と中間プレート4との間に形成されたY駆動モータ7の収容室70に対して外部から塵芥が侵入するのを防止すると共に、可動プレート5に固定されたコイル部材72の移動範囲を制限している。すなわち、前記可動プレート5は一対の隔壁74によって規制されたコイル部材72の移動範囲内においてストロークすることが可能である。   Further, in FIG. 3, reference numeral 74 denotes a partition wall that faces the receiving groove 20 of the movable plate 5 with a slight gap, and is provided at both ends in the Y direction on the surface side of the intermediate plate 4. The partition wall 74 prevents dust from entering the storage chamber 70 of the Y drive motor 7 formed between the movable plate 5 and the intermediate plate 4 from the outside, and is a coil member fixed to the movable plate 5. The movement range of 72 is limited. That is, the movable plate 5 can make a stroke within the moving range of the coil member 72 restricted by the pair of partition walls 74.

同様にして、中間プレート4の裏面側にはX方向の両端に対応して一対の隔壁75が夫々設けられ、固定プレート2と中間プレート4との間に形成されたX駆動モータの収容室60に対して外部から塵芥が侵入するのを防止すると共に、固定プレート2に固定されたコイル部材の移動範囲を制限している。   Similarly, a pair of partition walls 75 are provided on the back surface side of the intermediate plate 4 so as to correspond to both ends in the X direction, and the X drive motor accommodating chamber 60 formed between the fixed plate 2 and the intermediate plate 4. On the other hand, the dust is prevented from entering from the outside, and the moving range of the coil member fixed to the fixed plate 2 is limited.

一方、図1又は図3に示すように、前記可動プレート5に固定されたコイル部材72には駆動用動力ケーブル8の一端が接続されており、かかる駆動用動力ケーブル8の他端はXYテーブルアクチュエータ1から分離して設けられたドライバ9に接続されている。この駆動用動力ケーブル8は厚さ150μm程度の平帯状FPCから形成されており、柔軟に湾曲することで、可動プレート5のX方向及びY方向への運動を許容しつつ、可動プレート5に搭載されたY駆動モータ7のコイル部材72をドライバ9と接続している。   On the other hand, as shown in FIG. 1 or FIG. 3, one end of the driving power cable 8 is connected to the coil member 72 fixed to the movable plate 5, and the other end of the driving power cable 8 is the XY table. It is connected to a driver 9 provided separately from the actuator 1. The driving power cable 8 is formed of a flat belt-like FPC having a thickness of about 150 μm, and is mounted on the movable plate 5 while allowing the movement of the movable plate 5 in the X direction and the Y direction by bending flexibly. The coil member 72 of the Y drive motor 7 is connected to the driver 9.

図4は、前記駆動用動力ケーブル8を示す斜視図である。FPCはその特性上、表面と垂直な方向に関しては自在に湾曲することが可能であり、伸展と湾曲の繰り返しに対する耐久性も十分に確保されている。しかし、表面と平行な方向に対する曲げに対しては殆ど耐久性がなく、収容している信号線の破断が即座に生じてしまう懸念がある。このため、図1に示すXYテーブルアクチュエータ1では平帯状のFPCを所定の形状に形成すると共に、かかるFPCの数か所に対して曲げ起こし及び湾曲を与え、図4に示す駆動用動力ケーブル8を得ている。   FIG. 4 is a perspective view showing the driving power cable 8. Due to its characteristics, the FPC can bend freely in the direction perpendicular to the surface, and sufficiently durable against repeated stretching and bending. However, there is almost no durability against bending in a direction parallel to the surface, and there is a concern that the signal line accommodated may be broken immediately. For this reason, in the XY table actuator 1 shown in FIG. 1, a flat band-like FPC is formed in a predetermined shape, and bending and bending are given to several places of the FPC, and the driving power cable 8 shown in FIG. Have gained.

図4に示す駆動用動力ケーブル8は、中間プレート4に固定される中間部と、可動プレート5のY方向の運動を許容するY方向余裕部80と、中間プレート4のX方向の運動を許容するX方向余裕部81とを含んでいる。前記Y方向余裕部80はその略中央にU字型の湾曲部82を含み、一方の端部80aは可動プレート5に搭載されたコイル部材72に接続され、他端は中間プレート4に固定された中間部に連続している。また、この駆動用動力ケーブル8はその表面が可動プレートの裏面と面接触した状態でコイル部材72と接続されており、中間プレート4に配設された固定子マグネット71との干渉防止が図られている。一方、前記Y方向余裕部80とX方向余裕部81とを繋ぐ中間部には90度の屈曲部83,84が設けられており、X方向余裕部81においては駆動用動力ケーブル8の表面がX方向に向いている。また、X方向余裕部81の端部81aはドライバ9に接続される。   The driving power cable 8 shown in FIG. 4 allows an intermediate portion fixed to the intermediate plate 4, a Y-direction margin 80 allowing movement of the movable plate 5 in the Y direction, and allowing movement of the intermediate plate 4 in the X direction. X direction margin part 81 to be included. The Y-direction margin portion 80 includes a U-shaped curved portion 82 at substantially the center thereof, one end portion 80 a is connected to a coil member 72 mounted on the movable plate 5, and the other end is fixed to the intermediate plate 4. It continues to the middle part. The driving power cable 8 is connected to the coil member 72 in a state where the surface thereof is in surface contact with the back surface of the movable plate, and interference with the stator magnet 71 disposed on the intermediate plate 4 is prevented. ing. On the other hand, 90-degree bent portions 83 and 84 are provided at an intermediate portion connecting the Y-direction margin portion 80 and the X-direction margin portion 81, and the surface of the drive power cable 8 is at the X-direction margin portion 81. It faces in the X direction. Further, the end portion 81 a of the X-direction margin portion 81 is connected to the driver 9.

図5は、前記駆動用動力ケーブルを展開した状態を示す斜視図である。この図に示されるように、前記駆動用動力ケーブル8はFPCをL字状に成形したものであり、一方の端部80aから他方の端部81aにかけて信号線となる銅箔が設けられている。また、前記屈曲部83,84に対応する部位は図中に一点鎖線で示してあり、これら部位を90度屈曲させることによって前記屈曲部83,84が形成される。   FIG. 5 is a perspective view showing a state where the driving power cable is developed. As shown in this figure, the driving power cable 8 is an FPC formed in an L shape, and a copper foil serving as a signal line is provided from one end 80a to the other end 81a. . The portions corresponding to the bent portions 83 and 84 are indicated by alternate long and short dash lines in the drawing, and the bent portions 83 and 84 are formed by bending these portions 90 degrees.

図1及び図3に示すように、この駆動用動力ケーブル8はY方向余裕部80が可動プレート5と中間プレート4の外に露出しており、このY方向余裕部80に連続する端部80aが可動プレート5に固定される一方、屈曲部83に連続するY方向余裕部80の他端は前記隔壁74によって中間プレート4に固定されている。従って、中間プレート4に対して可動プレート5がY方向へ移動すると、端部80aがY方向へ移動することになり、図4中に一点鎖線で示すように、Y方向余裕部80の湾曲部82が端部80aの移動を吸収しながらY方向へ移動することになる。すなわち、可動プレート5のY方向への移動は当該可動プレート5と中間プレート4との間を繋ぐY方向余裕部80によって吸収されることになる。   As shown in FIGS. 1 and 3, the driving power cable 8 has a Y-direction margin portion 80 exposed outside the movable plate 5 and the intermediate plate 4, and an end portion 80 a continuous with the Y-direction margin portion 80. Is fixed to the movable plate 5, while the other end of the Y-direction margin portion 80 continuing to the bent portion 83 is fixed to the intermediate plate 4 by the partition wall 74. Therefore, when the movable plate 5 moves in the Y direction with respect to the intermediate plate 4, the end portion 80a moves in the Y direction, and the curved portion of the Y-direction margin 80 as shown by the one-dot chain line in FIG. 82 moves in the Y direction while absorbing the movement of the end 80a. That is, the movement of the movable plate 5 in the Y direction is absorbed by the Y-direction margin 80 connecting the movable plate 5 and the intermediate plate 4.

また、前記屈曲部84から連続するX方向余裕部81は前記隔壁74とこれに隣接するケーブル抑え75との間に挟まれた状態で中間プレート4から引き出されている。このとき、X方向余裕部81においては、FPCの自在に湾曲し得る方向がX方向に合致しており、図4中に一点鎖線で示すように、X方向余裕部81が自在に湾曲することによって、固定プレート2に対する中間プレート4のX方向の移動を吸収し得るようになっている。   Further, the X-direction margin 81 that continues from the bent portion 84 is drawn from the intermediate plate 4 while being sandwiched between the partition wall 74 and the cable retainer 75 adjacent thereto. At this time, in the X-direction margin portion 81, the direction in which the FPC can be freely bent matches the X-direction, and the X-direction margin portion 81 can be freely bent as shown by a one-dot chain line in FIG. Thus, the movement of the intermediate plate 4 in the X direction with respect to the fixed plate 2 can be absorbed.

従って、このようにY方向余裕部80及びX方向余裕部81が設けられた駆動用動力ケーブル8によれば、Y駆動モータ7のコイル部材72を搭載した可動プレート5がXY平面内を自在に移動したとしても、かかるコイル部材72とドライバ9とを接続する駆動用動力ケーブル8に対してこれを破損させるような無理な力が作用することはなく、また、駆動用動力ケーブル8が可動プレート5のX方向及びY方向の運動を阻害することもなく、可動プレート5の軽快な運動を長期にわたって実現することが可能となるものである。   Therefore, according to the driving power cable 8 provided with the Y-direction margin portion 80 and the X-direction margin portion 81 in this way, the movable plate 5 on which the coil member 72 of the Y drive motor 7 is mounted can freely move in the XY plane. Even if it moves, an unreasonable force that damages the driving power cable 8 that connects the coil member 72 and the driver 9 does not act, and the driving power cable 8 is movable plate. Thus, the light movement of the movable plate 5 can be realized over a long period of time without hindering the movement of the X direction and the Y direction.

尚、図1及び図3ではX駆動モータをドライバ9に接続する駆動用動力ケーブルは省略されている。X駆動モータのコイル部材は固定プレート2に取り付けられることから、かかるコイル部材はX方向及びY方向のいずれにも運動しておらず、駆動用動力ケーブルを何ら問題なくドライバに接続することができるからである。   In FIGS. 1 and 3, the driving power cable for connecting the X drive motor to the driver 9 is omitted. Since the coil member of the X drive motor is attached to the fixed plate 2, the coil member does not move in either the X direction or the Y direction, and the driving power cable can be connected to the driver without any problem. Because.

また、図1及び図3中に示すセンサ用信号ケーブル10も平帯状のFPCからなり、中間プレート4から引き出されてドライバ9に接続されている。このセンサ用信号ケーブル10は前記隔壁74とケーブル抑え76との間に挟まれた状態で中間プレート4から引き出されており、自在に湾曲し得る方向が中間プレート4の固定プレート2に対する移動方向であるX方向に合致している。すなわち、センサ用信号ケーブル10は中間プレート4のX方向への移動に対して柔軟に追従することが可能となっており、中間プレート4のX方向への移動を阻害しないように構成されている。   Also, the sensor signal cable 10 shown in FIGS. 1 and 3 is also made of a flat belt-like FPC, and is drawn from the intermediate plate 4 and connected to the driver 9. The sensor signal cable 10 is drawn from the intermediate plate 4 while being sandwiched between the partition wall 74 and the cable retainer 76, and the direction in which the sensor signal cable 10 can be bent freely is the moving direction of the intermediate plate 4 with respect to the fixed plate 2. It matches a certain X direction. That is, the sensor signal cable 10 can flexibly follow the movement of the intermediate plate 4 in the X direction, and is configured not to inhibit the movement of the intermediate plate 4 in the X direction. .

本発明を適用したXYテーブルアクチュエータの実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of the XY table actuator to which this invention is applied. 実施形態に係るXYテーブルアクチュエータの固定プレートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fixing plate of the XY table actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るXYテーブルアクチュエータから可動プレートを取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the movable plate from the XY table actuator which concerns on embodiment. ドライバとY駆動モータを接続する駆動用動力ケーブルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the drive power cable which connects a driver and a Y drive motor. 図4に示した駆動用動力ケーブルを展開した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which expand | deployed the drive power cable shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…XYテーブルアクチュエータ、2…固定プレート、4…中間プレート、5…可動プレート、7…Y駆動モータ、20…収容溝、8…駆動用動力ケーブル、9…ドライバ、80…Y方向余裕部、81…X方向余裕部、82…湾曲部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... XY table actuator, 2 ... Fixed plate, 4 ... Intermediate plate, 5 ... Movable plate, 7 ... Y drive motor, 20 ... Housing groove, 8 ... Drive power cable, 9 ... Driver, 80 ... Y direction margin part, 81 ... X direction margin part, 82 ... Curved part

Claims (2)

固定プレートと、この固定プレートに積み重ねられると共に該固定プレートに対してX方向へ移動自在な中間プレートと、この中間プレートに積み重ねられると共に該中間プレートに対してY方向へ移動自在な可動プレートと、前記固定プレートに対して中間プレートをX方向へ推進するX方向リニアモータと、前記可動プレートを前記中間プレートに対してY方向へ推進するY方向リニアモータと、前記X方向モータ及びY方向モータに動力ケーブルを介して駆動電流を供給するドライバとから構成され、
前記Y方向リニアモータは、前記中間プレートに搭載される固定子マグネットと、前記可動プレートに搭載されるコイル部材とから構成され、
前記ドライバから前記Y方向リニアモータのコイル部材に対して駆動電流を供給する動力ケーブルは特定方向へ自在に湾曲可能な平帯状のフレキシブルプリント基板からなり、
前記動力ケーブルは、前記中間プレートに固定される中間部と、この中間部と前記コイル部材を接続し前記中間プレートに対する可動プレートのY方向の動きを許容するY方向余裕部と、前記中間部から連続すると共に湾曲可能方向をX方向に合致させた状態で前記コントローラに接続されるX方向余裕部と、から構成されることを特徴とするXYテーブルアクチュエータ。
A fixed plate, an intermediate plate stacked on the fixed plate and movable in the X direction with respect to the fixed plate, a movable plate stacked on the intermediate plate and movable in the Y direction with respect to the intermediate plate; An X-direction linear motor that propels the intermediate plate in the X direction relative to the fixed plate, a Y-direction linear motor that propels the movable plate in the Y direction relative to the intermediate plate, and the X-direction motor and the Y-direction motor. It consists of a driver that supplies drive current via a power cable,
The Y-direction linear motor is composed of a stator magnet mounted on the intermediate plate and a coil member mounted on the movable plate,
The power cable for supplying a drive current from the driver to the coil member of the Y-direction linear motor is composed of a flat belt-like flexible printed circuit board that can be freely bent in a specific direction,
The power cable includes an intermediate portion fixed to the intermediate plate, a Y-direction margin portion that connects the intermediate portion and the coil member and allows the movable plate to move in the Y direction with respect to the intermediate plate, and the intermediate portion. An XY table actuator comprising: an X-direction margin portion which is continuous and is connected to the controller in a state in which the bendable direction is matched with the X direction.
前記動力ケーブルのX方向余裕部は、前記Y方向余裕部に対して90度曲げ起こされていることを特徴とする請求項1記載のXYテーブルアクチュエータ。
2. The XY table actuator according to claim 1, wherein the X-direction margin of the power cable is bent 90 degrees with respect to the Y-direction margin.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012105445A (en) * 2010-11-10 2012-05-31 Yaskawa Electric Corp Linear motor and stage device
JP2018121374A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 Thk株式会社 Multi-axis actuator and power transmission method of the same
US10216074B2 (en) 2016-12-06 2019-02-26 Ricoh Company, Ltd. Image generation device and image projection apparatus for generating an image
WO2020233753A1 (en) * 2019-05-20 2020-11-26 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Biaxial positioning device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05250854A (en) * 1992-03-02 1993-09-28 Nec Corp Flexible print cable for magnetic head and assembling method therefor
JP2002190364A (en) * 2000-12-19 2002-07-05 Sony Corp Built-in rotating connection working part and electronic apparatus having the same
WO2005124789A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-29 Thk Co., Ltd. Xy guide table

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05250854A (en) * 1992-03-02 1993-09-28 Nec Corp Flexible print cable for magnetic head and assembling method therefor
JP2002190364A (en) * 2000-12-19 2002-07-05 Sony Corp Built-in rotating connection working part and electronic apparatus having the same
WO2005124789A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-29 Thk Co., Ltd. Xy guide table

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012105445A (en) * 2010-11-10 2012-05-31 Yaskawa Electric Corp Linear motor and stage device
US10216074B2 (en) 2016-12-06 2019-02-26 Ricoh Company, Ltd. Image generation device and image projection apparatus for generating an image
JP2018121374A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 Thk株式会社 Multi-axis actuator and power transmission method of the same
WO2020233753A1 (en) * 2019-05-20 2020-11-26 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Biaxial positioning device

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