JP6990965B2 - 保持具およびステージ装置 - Google Patents

Description

本発明は、保持具およびステージ装置に関する。

ガイドに沿って可動部が移動するステージ装置が知られている。従来では、可動部にチューブが連結され、そのチューブから供給される気体により可動部がガイドに沿って非接触で直進案内されるステージ装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３－１８７４３２号公報

特許文献１に記載されるようなステージ装置では、通常、可動部や所定の静止部に固定された保持具によりチューブが保持される。可動部が繰り返し移動すると、これに伴ってチューブが繰り返し変形し、チューブと保持部の角部とが繰り返し接触する。この繰り返しの接触により、チューブは損傷しうる。損傷した場合は、メンテナンスが必要となり、生産性が低下する。

このような課題は、可動部に気体を供給するためのチューブを保持具により保持する場合に限らず、可動部に連結される他のチューブ、ケーブル、その他の紐状部材を保持具により保持する場合にも起こりうる。

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、静止部とステージ装置の可動部とに連結される紐状部材を保持する保持具において、保持具との接触により紐状部材が損傷するのを抑止する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の保持具は、静止部とステージ装置の可動部とに連結される紐状部材の保持具であって、保持具は、静止部または可動部の一方に設けられ、紐状部材は、保持具に拘束される拘束部と、拘束部から静止部または可動部の他方に延び、可動部の移動に伴い変形可能である非拘束部と、拘束部と非拘束部との境界部と、を有する。境界部の少なくとも一部に面する樹脂部を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、静止部とステージ装置の可動部とに連結される紐状部材を保持する保持具において、保持具との接触により紐状部材が損傷するのを抑止する技術を提供できる。

図１（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るステージ装置を示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１の保持具を示す図である。 変形例に係るステージ装置を示す図である。 変形例に係るステージ装置を示す図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るステージ装置１００を示す図である。図１（ａ）は、ステージ装置１００の上面図である。図１（ｂ）は、ステージ装置１００の側面図である。図１（ｂ）では、チューブ３０の表示を省略している。ステージ装置１００は、一軸ステージと称され、対象物を位置決めする。説明の便宜上、図示のように、ガイド２０の長手方向をｘ軸方向、鉛直方向をｚ軸方向、両者に直交する方向をｙ軸方向とするｘｙｚ直交座標系を定める。

ステージ装置１００は、定盤１０と、２つの支持部材１２と、ガイド２０と、スライダ２２と、チューブ３０と、第１保持具４０ａおよび第２保持具４０ｂ（以下、これらをまとめて「保持具４０」とも呼ぶ）と、圧縮気体供給源７０と、を備える。

定盤１０は、平面視で矩形状の板状の部材である。定盤１０の上面である盤面１０ａは平坦に形成される。盤面１０ａには、２つの支持部材１２がｘ軸方向に離間して設けられる。

ガイド２０は、四角柱状の部材である。ガイド２０は、定盤１０上に設けられた支持部材１２により両端が支持される。

スライダ２２は、断面が四角形の筒状体であり、ガイド２０が挿通される。スライダ２２は、ガイド２０に沿ってｘ軸方向に移動可能に構成される。本実施の形態では、スライダ２２は、ガイド２０およびチューブ３０とともにエアスライドを構成し、チューブ３０から圧縮気体が供給されることによってガイド２０と非接触状態でガイド２０に沿って移動する。

第１保持具４０ａは、スライダ２２の側面２２ａに固定される。第２保持具４０ｂは、定盤１０の盤面１０ａに固定される。保持具４０の構成は図２で後述する。

チューブ３０は、樹脂等で形成され、軟質で可撓性を有する。チューブ３０は、ｘ軸方向に湾曲する円弧状湾曲部３０ａを有するよう配置され、一端側は第１保持具４０ａに保持されてスライダ２２に連結され、他端側は第２保持具４０ｂに保持されて圧縮気体供給源７０に連結される。チューブ３０は、圧縮気体供給源７０からの圧縮気体をスライダ２２に供給する。

図２（ａ）、（ｂ）は、第１保持具４０ａを示す。図２（ａ）は第１保持具４０ａをｘ軸方向から見た図を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。なお、代表して第１保持具４０ａの構成を説明するが、第２保持具４０ｂについても同様の説明が当てはまる。

第１保持具４０ａは、第１部材４２と、第２部材４４と、を含む。第１部材４２は、スライダ２２の側面２２ａに固定される。第１部材４２は、樹脂（例えばフッ素樹脂）により形成される板状の第１樹脂部４６と、金属により形成される板状の第１金属部４８と、を含む。第１樹脂部４６と第１金属部４８は、ｘ軸方向に隣接し、ボルトや接着により互いに固定されている。

第２部材４４は、第１部材４２との間でチューブ３０を挟みつつ、第１部材４２にボルト等で固定される。第２部材４４は、樹脂（例えばフッ素樹脂）により形成される板状の第２樹脂部５０と、金属により形成される板状の第２金属部５２と、を含む。第２樹脂部５０と第２金属部５２は、互いの主面がｙ軸方向で向き合った状態で、ボルトや接着により互いに固定されている。第２樹脂部５０は、第１部材４２（すなわち第１樹脂部４６および第１金属部４８）と対向する。

第２部材４４と対向する第１部材４２の面には、ｙ軸方向に凹んだ４つの溝４２ａが形成されている。４つの溝４２ａは、断面が円弧状であり、ｘ軸方向に延びる。同様に、第１部材４２と対向する第２部材４４の面には、ｙ軸方向に凹んだ４つの溝４４ａが形成されている。溝４４ａは、断面が円弧状であり、ｘ軸方向に延びている。溝４２ａと溝４４ａとはｙ軸方向で対向し、それらの間にチューブ３０が収まる。

第１保持具４０ａは、第１部材４２と第２部材４４とで挟み込むことにより、チューブ３０の一端側を保持する。以降では、保持具４０の第１部材４２と第２部材４４に挟み込まれて拘束されるチューブ３０の部分を拘束部３２、他方の保持具４０に向かって延び、保持具４０に拘束されずにスライダ２２の移動に伴って変形可能なチューブ３０の部分を非拘束部３４、拘束部３２と非拘束部３４との間のチューブ３０の部分を境界部３６と呼ぶ。第１保持具４０ａがチューブ３０を保持するとき、第１部材４２の第１樹脂部４６と第２部材４４の第２樹脂部５０が、境界部３６と面する。

以上説明した実施の形態に係る保持具４０によると、チューブ３０の境界部３６は、第１部材４２の第１樹脂部４６と、第２部材４４の第２樹脂部５０とで挟み込まれる。ここで、スライダ２２が繰り返し移動すると、これに伴って非拘束部３４は繰り返し変形し、非拘束部３４の繰り返しの変形に伴って境界部３６は第１部材４２の角部４２ｂや第２部材４４の角部４４ｂと繰り返し接触する。これに対し、本実施の形態では、第１部材４２の角部４２ｂや第２部材４４の角部４４ｂは樹脂（すなわち金属に比べて軟らかい素材）により形成されているため、境界部３６が角部４２ｂ、４４ｂと繰り返し接触することにより境界部３６が損傷するのを抑止できる。

また、実施の形態に係る保持具４０によると、第１部材４２の第１金属部４８もチューブ３０の拘束部３２と面する。すなわち、保持具４０は、樹脂部だけでなく金属部も拘束部３２と面する。これにより、チューブ３０と保持具４０との間に十分な摩擦力を得ることができ、チューブ３０を強固に保持できる。

以上、実施の形態に係る保持具を備えるステージ装置について説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下変形例を示す。

（変形例１）
図３は、変形例に係るステージ装置を示す図である。ステージ装置のスペースの都合上、第１保持具４０ａと第２保持具４０ｂのＹ軸方向の距離が比較的近くなる場合がある。この場合、チューブ３０（すなわち非拘束部３４）の円弧状湾曲部３０ａの曲率半径が比較的小さくなる。円弧状湾曲部３０ａの曲率半径が小さくなると、チューブ３０の反発力（弾性力）により、非拘束部３４は、保持具４０に対して円弧状湾曲部３０ａが配置される側とは反対側に変形しようとする。具体的には、図３において左側にスライダ２２が移動すると、非拘束部３４の第２保持具４０ｂ側は、二点差線で示すように第２保持具４０ｂに対して円弧状湾曲部３０ａとは反対側に変形しようとする。また、図３において右側にスライダ２２が移動すると、非拘束部３４の第１保持具４０ａ側は、二点差線で示すように第１保持具４０ａに対して円弧状湾曲部３０ａとは反対側に変形しようとする。

これに対し、本変形例では、ステージ装置は、２つのプレート５６を備える。２つのプレート５６は、壁となって、チューブ３０が保持具４０に対して円弧状湾曲部３０ａとは反対側に変形しないよう規制する。プレート５６は例えば、拘束部３２と、境界部３６と、非拘束部３４の境界部３６側の部分とが実質的に真っ直ぐになっているときに、非拘束部３４の境界部３６側の部分に当接するよう設けられてもよい。プレート５６は、例えばフッ素樹脂などの樹脂により形成されてもよい。

本変形例によれば、チューブ３０が保持具４０の角部と接触するのをより抑止でき、チューブ３０が損傷するのを抑止できる。

（変形例２）
図４は、別の変形例に係るステージ装置を示す図である。本変形例では、ステージ装置は、保持具４０をｚ軸周りに回動可能に支持する２つの回動支持部を含む。第１回動支持部６０は、スライダ２２の側面２２ａに固定され、第１保持具４０ａをｚ軸周りに回動可能に支持する。第２回動支持部６２は、盤面１０ａに固定され、第２保持具４０ｂをｚ軸周りに回動可能に支持する。２つの回動支持部は、例えばベアリングや弾性ヒンジを含んで構成される。

本変形例によれば、スライダ２２の移動に伴ってチューブ３０（すなわち非拘束部３４）が変形すると、チューブ３０の反発力にしたがって、第１保持具４０ａ、第２保持具４０ｂはそれぞれ、ｚ軸周りに回動する。第１保持具４０ａは特に、拘束部３２、境界部３６、および非拘束部３４の境界部３６側の端部が実質的に一直線になるようｚ軸周りに回動する。同様に、第２保持具４０ｂは特に、拘束部３２、境界部３６、および非拘束部３４の境界部３６側の端部が実質的に一直線になるようｚ軸周りに回動する。これにより、非拘束部３４の境界部３６側の端部が湾曲するのを抑止でき、端部が疲労するのを抑止できる。また、境界部３６が第１部材４２の角部４２ｂや第２部材４４の角部４４ｂと接触するのを抑止でき、境界部３６が損傷するのが抑止できる。つまり、本変形例によれば、チューブ３０が損傷するのを抑止できる。

（変形例３）
実施の形態では、保持具４０がスライダ２２にエアを供給するためのチューブ３０を保持する場合について説明したが、これに限られず、保持具４０は、チューブ３０に加えてまたはチューブ３０に代えて、静止部とスライダ２２とに連結されるケーブル、その他の紐状部材を保持してもよい。

（変形例４）
実施の形態では、保持具４０の第１部材４２は、第１樹脂部４６と第１金属部がチューブ３０に面する場合について説明したが、これに限られず、第２部材４４と同様に、樹脂部だけがチューブ３０に面するように構成されてもよい。また、第２部材４４は、第２樹脂部５０だけがチューブ３０と面する場合について説明したが、これに限られず、第１部材４２と同様に樹脂部と金属部とがチューブ３０に面するよう構成されてもよい。また、第１部材４２と第２部材４４の両方の樹脂部がチューブ３０の境界部３６に面する場合について説明したが、これに限られず、第１部材４２と第２部材４４のどちらか一方の樹脂部と他方の金属部が境界部３６に面するよう構成されてもよい。

上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。また、請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連係によって実現されることも当業者には理解されるところである。例えば、請求項に記載の静止部、可動部はそれぞれ、実施の形態に記載の圧縮気体供給源７０、スライダ２２により実現されてもよい。また例えば、請求項に記載の逆反り抑制機構は、変形例に記載のプレート５６や第１回動支持部６０、第２回動支持部６２により実現されてもよい。

２０ ガイド、 ２２ スライダ、 ３０ チューブ、 ３２ 拘束部、 ３４ 非拘束部、 ３６ 境界部、 ４０ 保持具、 ４０ａ 第１保持具、 ４０ｂ 第２保持具、 ４２ 第１部材、 ４２ｂ 角部、 ４４ 第２部材、 ４４ｂ 角部、 ４６ 第１樹脂部、 ４８ 第１金属部、 ５０ 第２樹脂部、 ５２ 第２金属部、 ５６ プレート、 ６０ 第１回動支持部、 ６２ 第２回動支持部、 ７０ 圧縮気体供給源、 １００ ステージ装置。

Claims (4)

1. 静止部とステージ装置の可動部とに連結される紐状部材の保持具であって、
   前記保持具は、前記静止部または前記可動部の一方に設けられ、
   前記紐状部材は、前記保持具に拘束される拘束部と、前記静止部または前記可動部の他方に向かって延び、前記可動部の移動に伴い変形可能である非拘束部と、前記拘束部と前記非拘束部との境界部と、を有し、
   前記境界部に面する第１樹脂部を有する第１部材と、
   前記境界部に面する第２樹脂部を有する第２部材と、を備え、
   前記第１部材は、前記紐状部材の長手方向に沿った方向において前記第１樹脂部に隣接する金属部をさらに含み、前記第１樹脂部および前記金属部と、前記第２部材とで挟み込むことにより、前記紐状部材を保持することを特徴とする保持具。
2. 前記第１樹脂部には、前記紐状部材の長手方向に沿った方向に延びる断面が円弧状の複数の第１溝が形成され、
   前記第２樹脂部には、前記紐状部材の長手方向に沿った方向に延びる断面が円弧状の複数の第２溝が形成され、
   前記複数の第１溝のうちのいずれかの第１溝の周面と、当該第１溝と対向する第２溝の周面とで挟み込むことにより、前記紐状部材を保持することを特徴とする請求項１に記載の保持具。
3. 前記第１樹脂部はフッ素樹脂であり、
   前記第２樹脂部はフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の保持具。
4. 前記可動部と、
   請求項１から３のいずれかに記載の保持具と、を備えるステージ装置であって、
   前記紐状部材は、前記非拘束部に円弧状湾曲を有するよう配置されており、
   前記保持具に対し前記円弧状湾曲が配置される側とは反対側への前記紐状部材の変形を抑止する逆反り抑制機構を備えることを特徴とするステージ装置。

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