JP5362795B2 - ステージ移動装置及び無接点充電器 - Google Patents
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すなわち、動力源としての1個の正・逆回転可能なモータと、互いに直交する方向に延在し、かつ、互いに直角に交差して配置され、交差部分にステージを相対移動可能に保持するX軸方向キャリッジ及びY軸方向キャリッジと、前記モータの動力(回転力)を、X軸方向キャリッジをX軸方向に移動させる経路に伝達するか、Y軸方向キャリッジをY軸方向に移動させる経路に伝達するかを、ステージの移動目標に応じて切り替える動力伝達経路切替手段と、前記モータの回転軸の回転運動を、X軸方向キャリッジの直線往復運動又はY軸方向キャリッジの直線往復運動に変換する運動方向変換手段と、X軸方向キャリッジのX軸方向の直線往復移動を案内するX軸方向キャリッジ案内手段及びY軸方向キャリッジのY軸方向の直線往復移動を案内するY軸方向キャリッジ案内手段と、ステージの移動目標に応じてモータの回転方向及び回転角度を制御するモータ制御装置とを有する(請求項1)。
本発明に係るステージ移動装置は、基本的構成要素として、動力源としての1個の正・逆回転可能なパルスモータ(以下、単にモータという。)100と、互いに直交する方向に延在し、かつ、互いに直角に交差して配置され、交差部分にステージ600を相対移動可能に保持するX軸方向キャリッジ400X及びY軸方向キャリッジ400Yと、モータ100の動力(回転力)を、X軸方向キャリッジをX軸方向に移動させる経路に伝達するか、Y軸方向キャリッジをY軸方向に移動させる経路に伝達するかを、ステージの移動目標に応じて切り替える動力伝達経路切替手段と、モータ100の回転軸の回転運動を、X軸方向キャリッジ400Xの直線往復運動又はY軸方向キャリッジ400Yの直線往復運動に変換する運動方向変換手段と、X軸方向キャリッジ400XのX軸方向の直線往復移動を案内するX軸方向キャリッジ案内手段及びY軸方向キャリッジ400YのY軸方向の直線往復移動を案内するY軸方向キャリッジ案内手段と、ステージ600の移動目標に応じてモータの回転方向及び回転角度を制御するモータ制御装置800(図9参照)とを有する。
X駆動軸300Xは、製造コスト低減のため、硬質合成樹脂で成形されている。図3にも詳細に示すように、X駆動軸の両端部を除く外周面には、螺旋方向が逆向きの2つの螺旋状のカム溝310a,310bの両端をカム溝310cで繋いだ構造の往復カム溝310が形成されている。図3に示すように、カム溝310a,310bのリードは、両端部の折り返し部近傍のリードL1,L2が中間部のリードL3よりも小さく(L3>L2>L1)設定されている。従って、カム溝310a,310bの両端を繋ぐカム溝310cの曲率が小さくされている。
先の実施の形態の構成部材と同一の部材には同一の符号を付し、相当の部材にはEを付加した同一の符号を付す。
1 ベース
100 モータ
210a,210b,210c ギア群
250X,250Y 1方向クラッチ
251 小歯車
253 針状ローラ
254 金属パイプ
255 金属棒
300X X駆動軸
300Y Y駆動軸
310 往復カム溝
310a 往動カム溝
310b 復動カム溝
310c 繋ぎカム溝
320 フォロワ
XU,XUE X軸駆動ユニット
YU,YUE Y軸駆動ユニット
400X X軸方向キャリッジ
400Y Y軸方向キャリッジ
600 ステージ(能動部材又は受動部材取付用ステージ)
700X X軸方向キャリッジ案内手段
700Y Y軸方向キャリッジ案内手段
800 モータ制御装置
S 座標位置センサ
P パッド(充電パッド)
CC 充電用コイル
Claims (10)
- 動力源としての1個の正・逆回転可能なモータと、互いに直行する方向に延在し、かつ、互いに直角に交差して配置され、交差部分にステージを相対移動可能に保持するX軸方向キャリッジ及びY軸方向キャリッジと、前記モータの動力(回転力)を、X軸方向キャリッジをX軸方向に移動させる経路に伝達するか、Y軸方向キャリッジをY軸方向に移動させる経路に伝達するかを、ステージの移動目標に応じて切り替える動力伝達経路切替手段と、前記モータの回転軸の回転運動を、X軸方向キャリッジの直線往復運動又はY軸方向キャリッジの直線往復運動に変換する運動方向変換手段と、X軸方向キャリッジのX軸方向の直線往復移動を案内するX軸方向キャリッジ案内手段及びY軸方向キャリッジのY軸方向の直線往復移動を案内するY軸方向キャリッジ案内手段と、ステージの移動目標に応じてモータの回転方向及び回転角度を制御するモータ制御装置とを有することを特徴とするステージ移動装置。
- 前記動力伝達経路切替手段は、モータの回転軸に結合されたウォームギアと、互いに直交するX軸線とY軸線の交点に回転軸を有し、前記ウォームギアと噛合するウォームホイール及びフェイスギアを一体に有する伝動ギアと、回転軸線を前記X軸線と平行にした状態で設けられ、前記伝動ギアのフェイスギアに噛合する小歯車を駆動側に備えた第1の1方向クラッチであってモータの1方向回転時に駆動側を従動側に結合するもの及び回転軸線を前記Y軸線と平行にした状態で設けられ、前記伝動ギアのフェイスギアに噛合する小歯車を駆動側に備えた第2の1方向クラッチであってモータの他方向回転時に駆動側を従動側に結合するものとからなり、
前記運動方向変換手段は、前記X軸線とY軸線に沿って直角に配置され、一端に第1の1方向クラッチの従動側を接続したX駆動軸及び一端に第2の1方向クラッチの従動側を接続したY駆動軸と、X駆動軸及びY駆動軸のそれぞれの外周面に形成された螺旋方向が逆向きの2つの螺旋状のカム溝の両端をカム溝で繋いだ構造の往復カム溝と、X駆動軸及びY駆動軸のそれぞれの軸線に直交する軸に回転自在に設けられ、X駆動軸及びY駆動軸のそれぞれの往復カム溝に滑走可能に嵌合されたフォロワとから構成され、
前記X駆動軸及び前記Y駆動軸はそれぞれX軸方向キャリッジ案内手段及びY軸方向キャリッジ案内手段を兼ねていることを特徴とする請求項1に記載のステージ移動装置。 - 上記X駆動軸及びY駆動軸の往復カム溝の両端折り返し部近傍のリードは、その両端折り返し部以外の部分のリードよりも小さくしてあることを特徴とする請求項2に記載のステージ移動装置。
- 請求項2又は3に記載のステージ移動装置において、1方向クラッチに針状コロ方式のクラッチを用い、X駆動軸及びY駆動軸は、いずれも合成樹脂製であることを特徴とするステージ移動装置。
- 請求項4に記載のステージ移動装置において、X駆動軸及びY駆動軸の1方向クラッチから駆動力を受ける受動部の樹脂の外周に金属パイプを圧入したことを特徴とするステージ移動装置。
- 請求項4に記載のステージ移動装置において、X駆動軸及びY駆動軸の1方向クラッチから駆動力を受ける受動部をX駆動軸及びY駆動軸の合成樹脂の端面に圧入した金属棒で構成したことを特徴とするステージ移動装置。
- 前記動力伝達経路切替手段は、前記モータにより駆動される太陽ギアと、その太陽ギアの回転軸を中心に揺動する揺動アームと、その揺動アームに軸支され前記太陽ギアと噛合っている衛星ギアとからなり、
前記運動方向変換手段は、前記太陽ギアの中心において直交し、かつ、その太陽ギアの回転軸とも直交する2つの直線をX軸とY軸とし、そのX軸上及びY軸上にそれぞれ配置され、前記モータが一方向に回転することにより前記衛星ギアが前記太陽ギアの周りを一方向に回転移動してX軸上で噛合う第1X軸ドリブンギア及び前記モータが逆方向に回転することにより前記衛星ギアが前記太陽ギアの周りを逆方向に回転移動してY軸上で噛合う第1Y軸ドリブンギアと、X軸上に配置され、第1X軸ドリブンギアと対になる第2X軸ドリブンギア及びY軸上に配置され、第1Y軸ドリブンギアと対になる第2Y軸ドリブンギアと、前記第1X軸ドリブンギアと前記第2X軸ドリブンギアに巻装されるX軸タイミングベルト及び前記第1Y軸ドリブンギアと前記第2Y軸ドリブンギアに巻装されるY軸タイミングベルトと、前記X軸タイミングベルトの一点に結合され、前記X軸方向キャリッジの一端部に設けられたX軸方向と直交する長孔にその長軸方向に移動可能に挿通されたピン及び前記Y軸タイミングベルトの一点に結合され、前記Y軸タイミングベルトの一点に結合され、前記Y軸方向キャリッジの一端部に設けられたY軸方向と直交する長孔にその長手方向に移動可能に挿通されたピンからなり、
前記X軸方向キャリッジ案内手段は前記X軸タイミングベルトの背面に平行に設けられたX軸ガイドロッドからなり、前記Y軸方向キャリッジ案内手段は前記Y軸タイミングベルトの背面に平行に設けられたY軸ガイドロッドからなることを特徴とする請求項1に記載のステージ移動装置。 - 前記ステージに取付けられている能動部材の作用を受ける受動部材を載置するパッドを設けるとともに、そのパッドに前記ステージの可動エリアに対応する位置に載置された受動部材の座標位置を検知する座標位置センサを設け、前記モータ制御装置を前記座標位置センサの出力する座標位置信号に応じて前記モータを制御するものとしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のステージ移動装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のステージ移動装置のステージに能動部材としての充電用コイルを取付け、そのステージ移動装置の上側に少なくとも前記充電用コイルの可動エリアと等しい面積を有し、かつ受動部材としての携帯電子機器を載置した位置を検知する座標位置センサを備えた充電パッドを設けて、前記座標位置センサを前記携帯電子機器に備えてある受電用コイルを検知するものとしたことを特徴とする携帯電子機器用充電器。
- 充電用コイルは、電源を直流化共振回路による高周波の発振を行い,磁束エネルギーを発生するトランス一次巻線であることを特徴とする請求項9に記載の携帯電子機器用充電器。
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