KR101275978B1 - Ｘｙ 테이블 액츄에이터 - Google Patents

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도시유끼 아소오
요시히로 기무라
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티에치케이 가부시끼가이샤
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Abstract

테이블 상에 탑재한 대상물을 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고 또한 위치 결정하기 위한 구동 수단을 내장하면서도, 현저한 소형화를 달성할 수 있고, 게다가 테이블의 높이를 낮게 억제하는 것이 가능한 XY 테이블 액츄에이터이며, X 방향을 따르는 수용 홈을 갖는 고정 플레이트(2)와, Y 방향을 따르는 수용 홈을 갖는 이동 플레이트(5)와, 하반체가 전동체(3)를 개재하여 상기 고정 플레이트(2)의 수용 홈(20) 내에 부착되는 한편, 상반체가 전동체(3)를 개재하여 상기 이동 플레이트(5)의 수용 홈 내에 부착되고, 상기 고정 플레이트에 대해서는 X 방향으로, 상기 이동 플레이트에 대해서는 Y 방향으로 이동 가능한 중간 플레이트(4)와, 상기 고정 플레이트에 대하여 중간 플레이트를 X 방향으로 추진하는 X 구동 수단(6)과, 상기 중간 플레이트에 대하여 이동 플레이트를 Y 방향으로 추진하는 Y 구동 수단(7)으로 구성되고, 상기 중간 플레이트에는 상기 X 구동 수단 및 Y 구동 수단의 수용실(40, 41)을 각각 설치했다.
전동체, 고정 플레이트, 수용실, 이동 플레이트, 구동 수단

Description

ＸＹ 테이블 액츄에이터 {XY TABLE ACTUATOR}
본 발명은, 예를 들어 각종 검사 장치, 계측 장치, 반송 장치 등에 이용되며, 대상물을 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고, 위치 결정하기 위한 XY 테이블 액츄에이터에 대한 것으로, 상세하게 설명하면 두께 10㎜ 정도로까지 소형화되는 것이 가능한 XY 테이블 액츄에이터에 대한 것이다.
종래, 대상물을 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고, 임의의 위치에 위치 결정하는 장치로서는, 리니어 가이드를 이용한 소위 빌트 업형의 XY 테이블 액츄에이터가 알려져 있다. 구체적으로는, 베드나 컬럼 등의 고정부 상에 X 방향을 따라 궤도 레일을 배치하는 동시에, 이 궤도 레일을 따라 이동하는 하부 테이블을 설치하고, 또한 이 하부 테이블 상에 Y 방향을 따라 궤도 레일을 배치하는 동시에 이 궤도 레일을 따라 이동하는 상부 테이블을 설치하고, 이러한 상부 테이블을 고정부에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 자유롭게 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 하부 테이블을 고정부에 대하여 Y 방향으로 진퇴시키고, 상부 테이블을 하부 테이블에 대하여 X 방향으로 진퇴시키는 수단으로서는 모터의 회전 운동을 볼 나사에 의해 직선 운동으로 변환하여, 이러한 직선 운동을 하부 테이블 또는 상부 테이블로 전달하도록 한 것이 알려져 있다.
이러한 구조의 XY 테이블 액츄에이터는, 상기 하부 테이블 및 상부 테이블의 이동을 지지하고 있는 리니어 가이드의 부하 하중을 임의로 선정함으로써, 경하중 용도로부터 중하중 용도에까지 유연하게 대응하는 것이 가능한 동시에 궤도 레일의 길이를 선정함으로써, 상부 테이블의 스트로크량을 길게 하는 것도 가능하다. 그러나，X 방향으로 이동하는 하부 테이블 위에 Y 방향의 궤도 레일을 배치하고 있기 때문에, 하부 테이블 그 자체에 높은 강성이 필요해지고, 또한 고정부부터 상부 테이블까지의 높이도 높게 해야 하기 때문에 테이블 전체적으로 대형화, 중량화되어 버린다는 문제점이 있었다.
한편, 일본 특허 공개평5-18415호 공보에는, 얇은 두께의 강판을 프레스 가공 함으로써 소형화, 경량화를 도모한 XY 테이블이 개시되어 있다. 구체적으로는, 강판의 양 단부를 프레스 가공에 의해 구부려 일으킴으로써 채널 형상의 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 형성하는 한편, 주위４변 중 대향하는 2변을 하측을, 나머지 2변을 상측을 향해서 구부려 일으킨 중간 플레이트를 형성하고, 구부려 일으킨 측벽부가 서로 대향하도록 상기 상부 플레이트, 중간 플레이트 및 하부 플레이트를 조합한 것이 알려져 있다. 서로 대향하는 측벽부의 사이에는 볼이 배치되고, 이러한 볼이 측벽부를 전주함으로써, 중간 플레이트가 하부 플레이트에 대하여 X 방향으로 이동하고, 상부 플레이트가 중간 플레이트에 대하여 Y 방향으로 자유롭게 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 이 XY 테이블에 있어서, 상기 하부 플레이트 및 상부 플레이트는 중간 플레이트에 대한 이동 방향이야말로 상이하나, 구조적으로는 완전히 동일한 것을 사용할 수 있어, 생산 코드를 저감화할 수 있다는 등의 장점이 있다.
특허 문헌1: 일본 특허 공개평5-18415호 공보
그러나, 일본 특허 공개평5-18415호 공보에 기재되는 XY 테이블은, 하부 플레이트에 대하여 상부 플레이트를 X 방향 및 Y 방향으로 진퇴시키고 또한 위치 결정하는 구동 수단을 아무것도 구비하고 있지 않고, 예를 들어 상부 플레이트에 탑재한 반송 대상물을 XY 평면 내에서 임의의 위치에 위치 결정하는 것이라면, 별도의 구동 수단을 마련해야 했다. 이로 인해, 상부 플레이트를 XY 평면 내의 임의의 위치에 위치 결정하는 XY 테이블 액츄에이터로서는 소형 경량화가 조금도 달성되어 있지 않았다.
한편, 전술한 소위 빌트 업형의 XY 테이블 액츄에이터를 따르면, 하부 플레이트에 대하여 중간 플레이트를 X 방향으로 진퇴시키는 수단을 하부 플레이트에 설치하고, 중간 플레이트에 대하여 상부 플레이트를 Y 방향으로 진퇴시키는 수단을 중간 플레이트에 설치하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 그것으로는 하부 플레이트에 대하여 상부 플레이트와 상이한 구조를 부여할 필요가 있어, 상부 플레이트와 하부 플레이트를 공통 구조로 하여 생산 비용의 저감화를 도모할 수 없게 되어 버린다.
또한, 하부 플레이트 및 중간 플레이트 각각에 구동 수단을 마련한 것으로는, 이들 플레이트에 대하여 구동 수단의 신호선을 개별로 배선할 필요가 발생하여, XY 테이블 액츄에이터의 설치하는데 시간과 수고가 든다는 등의 문제점도 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적으로 하는 점은 테이블 상에 탑재한 대상물을 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고 또한 위치 결정하기 위한 구동 수단을 내장하면서도 현저한 소형화를 달성할 수 있고, 게다가 테이블의 높이를 낮게 억제하는 것이 가능한 XY 테이블 액츄에이터를 제공하는 것에 있다.
즉, 본 발명의 XY 테이블 액츄에이터는 X 방향을 따르는 수용 홈을 갖고 대략 채널 형상으로 형성된 고정 플레이트와, Y 방향을 따르는 수용 홈을 갖고 대략 채널 형상으로 형성된 이동 플레이트와, 상기 고정 플레이트에 대해서는 X 방향으로, 상기 이동 플레이트에 대해서는 Y 방향으로 이동 가능한 중간 플레이트를 구비하고 있다. 이러한 중간 플레이트는, 그 하반체가 전동체를 개재하여 상기 고정 플레이트의 수용 홈 내에 부착되는 한편, 그 상반체가 전동체를 개재하여 상기 이동 플레이트의 수용 홈 내에 부착되어 있다. 상기 고정 플레이트와 이동 플레이트는, 중간 플레이트와 조합할 때의 자세가 다를 뿐으로, 구조적으로는 완전히 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 XY 테이블 액츄에이터는 상기 고정 플레이트를 X 방향으로 추진하는 X 구동 수단과, 상기 이동 플레이트를 Y 방향으로 추진하는 Y 구동 수단을 구비하고 있다. 상기 중간 플레이트에는 상기 X 구동 수단 및 Y 구동 수단의 수용실이 각각 설치되어 있다.
상기 중간 플레이트는 그 하반체가 상기 고정 플레이트의 수용 홈 내에 부착되고, 그 상반체가 상기 이동 플레이트의 수용 홈 내에 부착되어 있으므로 , 이러한 중간 플레이트의 두께는 상기 고정 플레이트 또는 이동 플레이트보다도 충분히 두껍다. 이로 인해, 중간 플레이트에 대하여 상기 수용실을 설치하고, 이 수용실내에 X 구동 수단 및 Y 구동 수단을 수용함으로써, 한 쌍의 구동 수단을 XY 테이블 액츄에이터에 내장할 수 있으며, 게다가 XY 테이블 액츄에이터 크기로서는 구동 수단을 구비하지 않는 단순한 XY 테이블과 동등한 소형화를 실현할 수 있다.
상기 X 구동 수단 및 Y 구동 수단의 수용실이 중간 플레이트에 설치되는 것이면 X 구동 수단 및 Y 구동 수단을 중간 플레이트에 고정할 필요는 없고, 예를 들어 고정 플레이트에 탑재된 X 구동 수단이 중간 플레이트의 수용실 내에 저장되도록 구성해도 된다. 원래 상기 중간 플레이트에 X 구동 수단 및 Y 구동 수단을 고정하면, 이들 구동 수단의 신호선을 하나로 하여 중간 플레이트로부터 인출할 수 있어, XY 테이블 액츄에이터의 취급이 용이한 것으로 된다.
도1은 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터의 제1 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도2는 도1에 도시한 XY 테이블 액츄에이터의 분해 사시도이다.
도3은 고정 플레이트를 도시하는 사시도이다.
도4는 중간 플레이트를 도시하는 사시도이다.
도5는 구동 수단으로서의 피에조 모터 유닛을 도시하는 사시도이다.
도6은 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터의 제2 실시 형태를 도시하는 분해 사시도이다.
도7은 중간 플레이트를 도시하는 사시도이다.
도8은 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터의 제3 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도9는 도8에 도시한 XY 테이블 액츄에이터로부터 이동 플레이트를 제거한 상태를 도시하는 사시도이다.
도10은 도9의 X화살 표시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : XY 테이블 액츄에이터
2 : 고정 플레이트
4 : 중간 플레이트
5 : 이동 플레이트
6 : X 구동 수단
7 : Y 구동 수단
20 : 수용 홈
21, 51 : 레일 보디
22 : 연결 저판
40, 41 : 수용실
52 : 연결 천장판
이하, 첨부 도면에 기초하여 본 발명의 XY 테이블 액츄에이터를 상세하게 설명한다.
도1 및 도2는 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터의 제1 실시 형태를 도시하는 것이며, 도1은 외관을 도시하는 사시도이고, 도2는 내부 구조를 도시한 분해 사시도이다. 이 XY 테이블 액츄에이터(1)는, 기계 장치의 케이싱이나 베드 등의 고정부에 고정되는 고정 플레이트(2)와, 다수의 볼(3)을 개재하여 상기 고정 플레이트(2)에 부착된 중간 플레이트(4)와, 다수의 볼(3)을 개재하여 상기 중간 플레이트(4)에 부착된 이동 플레이트(5)와, 상기 중간 플레이트(4)를 고정 플레이트(2)에 대하여 진퇴시키는 X 구동 수단(6)과, 상기 이동 플레이트(5)를 중간 플레이트(4)에 대하여 진퇴시키는 Y 구동 수단(7)으로 구성되어 있다.
상기 중간 플레이트(4)는 고정 플레이트(2)에 대하여 X 방향으로, 상기 이동 플레이트(5)는 중간 플레이트(4)에 대하여 Y 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 따라서, 이러한 이동 플레이트(5)에 대하여 검사 스테이지나 반송 테이블 등의 가동체를 고정함으로써, 이 가동체를 상기 고정부에 대하여 X 방향 및 Y 방향으로 자유롭게 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.
도3은 상기 고정 플레이트(2)를 도시하는 사시도이다. 상기 고정 플레이트(2)는 두께 4㎜ 정도의 직사각 형상의 금속판을 가공해서 형성되어 있고, 그 상면의 중앙에는 상기 중간 플레이트(4)의 폭보다도 약간 큰 폭의 수용 홈(20)이 X 방향을 따라 형성되어 있다. X 방향에 있어서의 수용 홈(20)의 양 단부는 개방되어 있으며, 이에 의해 고정 플레이트(2)의 Y 방향을 따른 단면은 대략 채널 형상을 이루고 있다. 또한, 상기 고정 플레이트(2)는 수용 홈(20)의 양측에 단면이 대략 사각 형상으로 형성된 한 쌍의 레일 보디(21, 21)를 구비하고 있으며, 이들 한 쌍의 레일 보디(21, 21)가 수용 홈(20)의 폭에 대응한 연결 저판(22)에 의해 결합되어 있다.
한편, 상기 이동 플레이트(5)는 고정 플레이트(2)와 완전히 동일한 형상으로 형성되어 있으나, 중간 플레이트와 조합하기 위해 그 표리는 반전되어 있으며, 또한 한 쌍의 레일 보디(51, 51)의 사이에 위치하는 수용 홈은 X 방향이 아니라 Y 방향을 따라 형성되어 있다. 따라서, 동일 형상의 부재를 한 쌍 형성하여，한 쪽을 상기 고정 플레이트로서, 다른 쪽을 이동 플레이트로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 이 이동 플레이트에 있어서, 한 쌍의 레일 보디(51, 51)를 결합하는 연결 천장판(52)은 반송 대상물인 가동체의 설치면을 형성하고 있다.
상기 고정 플레이트(2) 및 이동 플레이트(5)의 각 레일 보디(21, 51)의 내측면에는 상기 볼(3)의 전주 홈(30)이 형성되어 있다. 고정 플레이트(2)의 볼 전주 홈(30)은 X 방향을 따라, 이동 플레이트(5)의 볼 전주 홈(30)은 Y 방향을 따라 형성되어 있다. 이들 볼 전주 홈(30)은 2개의 볼 전주면이 대략 90°로 교차한 소위 고딕 아치 형상의 단면을 이루고 있다.
한편, 도4에 도시한 바와 같이 상기 중간 플레이트(4)는 그 두께가 고정 플레이트(2) 및 이동 플레이트(5)에 있어서의 각 레일 보디(21, 51)의 높이의 2배 정도의 직사각 형상으로 형성되어 있고, 하반체는 고정 플레이트(2)의 수용 홈(20)에 헐겁게 끼워져 있고, 상반체는 이동 플레이트(5)의 수용 홈에 헐겁게 끼워져 있다. 이 중간 플레이트(4)의 하반체의 측면에는 고정 플레이트(2)의 볼 전주 홈(30)과 대향하는 위치에, X 방향을 따라 볼 전주 홈(31)이 형성되어 있고, 이들 고정 플레이트(2)의 볼 전주 홈(30)과 중간 플레이트(4)의 볼 전주 홈(31) 사이에는 다수의 볼(3)이 배치되어 있다. 또한, 마찬가지로 하여, 중간 플레이트(4)의 상반체의 측면에는 이동 플레이트(5)의 볼 전주 홈(30)과 대향하는 위치에 Y 방향을 따라 볼 전주 홈(32)이 형성되어 있고, 이들 이동 플레이트(5)의 볼 전주 홈(30)과 중간 플레이트(4)의 볼 전주 홈(32) 사이에는 다수의 볼(5)이 배치되어 있다. 상기 볼 전주 홈(31)의 X 방향 길이는 고정 플레이트(2)의 X 방향 길이와 동일하며, 상기 볼 전주 홈(32)의 Y 방향 길이는 이동 플레이트(5)의 Y 방향 길이와 동일하다.
중간 플레이트(4)에 형성된 이들 4조의 볼 전주 홈(31, 32)은, 각각 2개의 볼 전주면이 대략 90°로 교차한 소위 고딕 아치 형상의 단면을 이루고 있다. 각 볼(3)은 고정 플레이트(2) 또는 이동 플레이트(5)의 볼 전주 홈(30)과 중간 플레이트(4)의 볼 전주 홈(31, 32) 사이에 하중을 부하하면서 전주한다. 또한, 동일한 볼 전주홈을 전주하는 한 무리의 볼(3)은 박판 형상의 볼 케이지(33)에 소정의 간격을 두고 배열되어 있고, 이러한 볼 케이지(33)에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다. 이 볼 케이지(33)는 금속 박판을 펀칭해서 형성한 것이어도 되고, 합성 수지의 사출 성형 등에 의해 형성한 것이어도 된다.
고정 플레이트(2) 및 이동 플레이트(5)에 형성된 각 레일 보디(21, 51)의 길이 방향의 양 단부에는 상기 볼 케이지(33)의 스토퍼 블록(34)이 나사 고정되어 있다. 이에 의해, 고정 플레이트(2)에 대하여 이동 플레이트(5)를 X 방향 또는 Y 방 향으로 연속적으로 이동시켜 가면, 볼 케이지(33)가 볼(3)과 함께 이동해서 스토퍼 블록(34)에 맞닿아, 당해 방향에 대한 이동 플레이트(5)의 이동이 제한되도록 되어 있다.
상기 고정 플레이트(2) 및 이동 플레이트(5)는 두께 4㎜ 정도의 직사각 형상의 금속 판재에 대하여, 프라이즈반 등을 이용한 절삭 가공으로 상기 수용 홈을 형성하고, 이어서 레일 보디(21, 51)에 볼 전주 홈(30)을 연삭 가공해서 형성되어 있다. 원래 금속 판재에 절삭 가공을 이용해서 수용 홈을 형성하는 것은 아니고, 금속 사출 성형(MIM 성형)을 이용해서 채널 형상의 고정 플레이트(2) 및 이동 플레이트(5)를 제작하도록 해도 된다.
한편, 상기 중간 플레이트(4)에는 상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)을 고정하기 위한 수용실(40, 41)이 각각 형성되어 있다. 상기 X 구동 수단(6)의 수용실(40)은 중간 플레이트(4)의 이동 플레이트(5)측의 면에 개방된 오목부로서 형성되어 있고, 이 수용실(40)은 고정 플레이트(2)의 한 쪽의 레일 보디(21)를 향해서도 개방되어 있다. 또한, 이 수용실(40)은 X 방향을 따라 중간 플레이트(4)에 형성된 볼 전주 홈(31)에 인접하고 있다.
또한, 상기 Y 구동 수단(7)의 수용실(41)은 중간 플레이트(4)의 고정 플레이트(2)측의 면에 개방된 오목부로서 형성되어 있고, 이 수용실(41)은 이동 플레이트(5)의 한 쪽의 레일 보디(51)를 향해서도 개방되어 있다. 또한, 이 수용실(41)은 Y 방향을 따라 중간 플레이트(4)에 형성된 볼 전주 홈(32)에 인접하고 있다.
상기 X 구동 수단(6)이 고정되는 수용실(40)과 Y 구동 수단(7)이 고정되는 수용실(41)은 XY 평면 내에서 인접하는 위치 관계에 설치되어 있고, 중간 플레이트(4)의 두께 방향, 즉 고정 플레이트(2), 중간 플레이트(4) 및 이동 플레이트(5)의 축적 방향으로는 중첩되어 있지 않다.
도5는 상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)으로서 이용되는 피에조 모터 유닛(8)을 도시하는 사시도이다. 이 피에조 모터 유닛(8)은 압전 세라믹스를 접합해서 형성한 피에조 모터(80)와, 이 피에조 모터(80)를 유지하는 동시에 상기 중간 플레이트(4)에 나사 고정되는 홀더(81)로 구성되어 있다. 상기 피에조 모터(80)는 십자 형상으로 형성된 절연 시트(82)를 개재하여 4개의 압전 세라믹스(83)를 접합하고, 그것에 의해 바이몰프를 구성한 것이다. 이 피에조 모터(80)의 길이 방향의 일단부에는 선단이 원추 형상을 이룬 세라믹스제의 구동 구(84)가 장착되어 있다. 이 피에조 모터(80)로는 4개의 압전 세라믹스(83)에 대한 전압의 인가 타이밍을 조정함으로써, 이들 압전 세라믹스(83)를 접합한 바이몰프가 신축 및 굴곡을 반복하여, 상기 구동 구(84)의 선단이 타원 궤도를 그리도록 운동한다.
상기 홀더(81)에는 피에조 모터(80)가 헐겁게 끼워지는 슬릿(85)이 형성되어 있고, 상기 피에조 모터(80)는 스프링 코일(86)에 의해 슬릿(85) 내에서 일방향으로 압박되며, 이러한 슬릿(85) 내에서 일정한 위치로 유지되고 있다. 이것은, 전술한 피에조 모터(80)의 신축 및 굴곡을 저해하지 않기 위해서이다. 또한, 상기 피에조 모터(80)는 판 스프링(87)에 의해 배후로부터 압박되고, 선단에 장착한 상기 구동 구(84)가 이동 플레이트(5) 또는 고정 플레이트(2)에 설치한 주행로(88)에 압박되게 되어 있다.
이렇게 구성된 피에조 모터 유닛(8)은 X 구동 수단(6) 또는 Y 구동 수단(7)으로서 상기 수용실(40, 41)에 저장되고, 고정 볼트(89)에 의해 중간 플레이트(4)에 체결된다. X 구동 수단(6)으로서의 피에조 모터 유닛(8)은 피에조 모터(80)의 선단의 구동 구(84)를 고정 플레이트(2)의 레일 보디(21)를 향한 자세로 중간 플레이트(4)에 고정된다. 또한, Y 구동 수단(7)으로서의 피에조 모터 유닛(8)은 피에조 모터(80)의 선단의 구동 구(84)를 이동 플레이트(5)의 레일 보디(51)를 향하는 자세로 중간 플레이트(4)에 고정된다.
도3 중에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 고정 플레이트(2)에 형성된 한 쌍의 레일 보디(21) 중 중간 플레이트(4)의 수용실(40)과 대향하는 레일 보디(21)에는 전술한 피에조 모터(80)의 주행로(88)가 장착되어 있다. 이 주행로(88)는 세라믹스제의 각봉이며, 레일 보디(21)의 내측면에 볼 전주 홈(30)과 평행하게 설치되고, 중간 플레이트(4)의 수용실(40)에 고정된 피에조 모터 유닛(8)(X 구동 수단 : 6)의 구동 구(84)와 대향하고 있다. 이러한 세라믹스제의 주행로(88)를 레일 보디(21)에 설치하는 일 없이 레일 보디(21) 그 자체를 구동 구(84)의 주행로로 해도 되나, 피에조 모터(80)의 구동 구(84)가 세라믹스제로서, 레일 보디(21)의 마모를 방지하는 관점에서 이러한 구동 구(84)와 동일한 재질의 주행로(88)를 레일 보디(21)에 장착하고 있다.
또한, 이동 플레이트(5)의 레일 보디(51)에 대해서도 동일하게 세라믹스제의 주행로가 장착되어 있다. 이 주행로는 레일 보디(51)의 내측면에 볼 전주 홈(330)과 평행하게 설치되고, 중간 플레이트(4)의 수용실(41)에 고정된 피에조 모터 유 닛(8)(Y 구동 수단: 7)의 구동 구(84)와 대향하고 있다.
전술한 바와 같이, 각 피에조 모터(80)는 판 스프링(87)에 의해 배후로부터 압박되어 있으므로, 각 피에조 모터(80)의 선단에 장착된 구동 구(84)는 고정 플레이트(2)의 주행로(88), 또는 이동 플레이트(5)의 주행로(88)에 압접하게 된다. 이에 의해, 상기 피에조 모터(80)에 대하여 전압을 인가하면, 구동 구(84)가 타원 궤도를 그리면서 주행로와 접촉 및 이격을 반복하고，X 구동 수단(6)에 의하면 중간 플레이트(4)를 고정 플레이트(2)에 대하여 X 방향으로 추진하는 것이 가능하게 된다. 또한, Y 구동 수단(7)에 의하면, 이동 플레이트(5)를 중간 플레이트(4)에 대하여 Y 방향으로 추진하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도3에 도시한 바와 같이 상기 고정 플레이트에는 리니어 스케일(9)이 접착되어 있다. 이 리니어 스케일(9)은 상기 주행로(88)가 장착된 레일 보디(21)와는 반대측의 레일 보디(21)의 상면에 X 방향을 따라 접착되어 있다. 한편, 중간 플레이트(4)에는 상기 리니어 스케일(9)과 대향하는 위치에 인코더로서의 X 방향 센서(90)가 설치되어 있고, 고정 플레이트(2)에 대한 중간 플레이트(4)의 이동에 따라 상기 리니어 스케일(9)을 판독하여 중간 플레이트(4)의 X 방향으로의 이동 속도 및 이동 거리에 따른 신호를 출력하게 되어 있다.
이동 플레이트(5)에 대해서도 한 쪽의 레일 보디(51), 즉 주행로가 장착된 레일 보디(51)와 반대측의 레일 보디(51)에 리니어 스케일이 Y 방향을 따라 접착되어 있다. 또한, 중간 플레이트(4)에는 이 리니어 스케일과 대향하는 위치에 인코더로서의 Y 방향 센서(91)(도2 참조)가 설치되어 있고, 중간 플레이트(4)에 대한 이동 플레이트(5)의 이동에 따라 상기 리니어 스케일을 판독하여, 이동 플레이트(5)의 Y 방향으로의 이동 속도 및 이동 거리에 따른 신호를 출력하게 되어 있다. 또한, 고정 플레이트(2)와 중간 플레이트(4)의 관계에서는 상기 X 방향 센서(90)가 중간 플레이트(4)와 함께 리니어 스케일(9)에 대하여 이동했으나, 중간 플레이트(4)와 이동 플레이트(5)의 관계에서는 상기 이동 플레이트(5)에 접착된 리니어 스케일이 중간 플레이트(4)에 고정된 Y 방향 센서(91)에 대하여 이동을 발생하게 된다.
또한, 상기 리니어 스케일 및 이것을 판독하는 센서의 조합으로서는 광학식의 것이어도 자기식의 것이어도 지장은 없다.
중간 플레이트(4)에는 상기 X 방향 센서 및 Y 방향 센서를 설치하기 위한 오목부(42, 43)가 형성되어 있다. 상기 X 방향 센서(90)를 고정하기 위한 오목부(42)는 X 구동 수단(6)과 반대측의 변에 설치되고, 상기 Y 방향 센서(91)를 고정하기 위한 오목부(43)는 Y 구동 수단(7)과 반대측의 변에 설치되어 있다. 또한, 상기 X 방향 센서(90)는 중간 플레이트(4)의 X 방향 길이의 중앙, 상기 Y 방향 센서(91)는 중간 플레이트(4)의 Y 방향 길이의 중앙에 각각 설치되어 있고, 중간 플레이트(4)의 X 방향으로의 진퇴, 이동 플레이트(5)의 Y 방향으로의 진퇴를 최대 범위에서 계측할 수 있게 되어 있다.
상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)의 피에조 모터(80)에 대하여 전압을 인가하기 위한 신호선, 상기 X 방향 센서(90) 및 Y 방향 센서(91)의 신호선은 하나로 하여 상기 중간 플레이트(4)로부터 인출되고 있다. 이들 신호선은 1매의 플렉 시블 프린트 배선판(FPC)에 수용되어 있으며, 띠 형상으로 형성한 FPC(92)를 중간 플레이트(4)로부터 인출하고 있다. 인출된 FPC(92)는 이 XY 테이블 액츄에이터(1)의 동작을 제어하는 컨트롤 박스(도시하지 않음)에 접속된다.
중간 플레이트(4)로부터 인출된 띠 형상의 FPC(92)는 그 면을 고정 플레이트(2)에 대한 중간 플레이트(4)의 이동 방향, 즉 X 방향을 향하고 있으며, 중간 플레이트(4)가 X 방향으로 이동할 때에 자유롭게 휘게 할 수 있게 되어 있다. 또한, 상기 FPC(92)는 중간 플레이트(4)로부터의 인출 위치에 따라 그 면이 Y 방향을 향하도록 배치되고 있어도 지장이 없다.
또한, 도2에서 부호 93은 고정 플레이트(2)의 레일 보디(21)와 이동 플레이트(5)의 연결 천장판(52)과의 간극, 이동 플레이트(5)의 레일 보디(51)와 고정 플레이트(2)의 연결 저판(22)과의 간극을 메우는 간극 블록으로서 중간 플레이트(4)의 측면에 고정되어 있다.
그리고, 이상과 같이 구성된 XY 테이블 액츄에이터(1)는 중간 플레이트(4)의 하반체가 고정 플레이트(2)의 수용 홈(20)에, 상반체가 이동 플레이트(5)의 수용 홈에 수용되어 있고, 외관상은 고정 플레이트(2)에 대하여 이동 플레이트(5)가 약간의 간극을 사이에 두고 겹쳐 쌓인 것뿐인, 매우 소형이면서 박형의 외관을 나타내고 있다. 그러나, 이러한 중간 플레이트(4)를 X 방향으로 진퇴시키는 X 구동 수단(6) 및 중간 플레이트(4)에 대하여 이동 플레이트(5)를 Y 방향으로 진퇴시키는 Y 구동 수단(7)이 모두 중간 플레이트(4)에 내장되어 있으며, 인출된 FPC(92)를 컨트롤 박스에 접속하는 것만으로, 이동 플레이트(5)를 고정 플레이트(2)에 대하여 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고, 임의의 위치에 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 중간 플레이트(4)에 설치된 X 구동 수단(6)의 수용실(40) 및 Y 구동 수단(7)의 수용실(41)은 XY 평면 내에서 인접하고 있으며, 이 XY 테이블 액츄에이터(1)의 높이 방향에는 중합되어 있지 않기 때문에, 이 점에 있어서도 테이블 전체의 높이를 억제하여 박형의 XY 테이블 액츄에이터(1)를 제공하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한，X 방향 및 Y 방향에 대한 구동 수단(6, 7)과 센서(90, 91)의 설치 위치를 중간 플레이트(4)에 집약시켰기 때문에 각종 신호선을 중간 플레이트(4)로부터 한 묶음으로 하여 취출할 수 있어, 이 XY 테이블 액츄에이터(1)의 취급을 용이한 것으로 할 수 있다.
또한，FPC는 다층으로 형성할 수 있으므로 각종 신호선을 FPC(92)에 수용해서 중간 플레이트(4)로부터 인출함으로써, 중간 플레이트(4)와 컨트롤 박스를 접속하는 선을 얇고 가늘게 형성할 수 있고, 이 점에 있어서도 XY 테이블 액츄에이터(1)의 소형화, 박형화에 공헌할 수 있다.
다음에, 도6은 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터(101)의 제2 실시 형태를 도시하는 것이다.
이 제2 실시 형태의 XY 테이블 액츄에이터(101)도 고정 플레이트(102), 중간 플레이트(104), 이동 플레이트(105), X 구동 수단(106) 및 Y 구동 수단(107)을 구비하고 있으며, 이동 플레이트(105)를 XY 방향으로 자유롭게 이동시키기 위한 구성 은 상기 제1 실시 형태에 있어서의 XY 테이블 액츄에이터(1)와 동일하다. 단, 상기 X 구동 수단(106) 및 Y 구동 수단(107)으로서는 제1 실시 형태에 도시된 피에조 모터(80)가 아니라 동기형 리니어 모터를 이용했다. 또한, 동기형 리니어 모터를 이용하기 위해 필요한 변경을 상기 고정 플레이트(102), 중간 플레이트(104) 및 이동 플레이트(105)에 실시했다. 그 때문에, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 도면에서 제1 실시 형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상기 X 구동 수단(106) 및 Y 구동 수단(107)으로서 사용되는 리니어 모터는 일렬로 배열된 복수의 고정자 마그네트(180)와, 이들 고정자 마그네트(180)와 약간의 간극을 사이에 두고 대향하는 코일 부재(181)로 구성되어 있다.
상기 고정자 마그네트(180)는 N극 및 S극을 교대로 상기 코일 부재(181)를 향하도록 배열되어 있다. 이들 고정자 마그네트(180)는 합성 수지제의 유지 플레이트에 배열되어 있으며 이러한 유지 플레이트를 상기 중간 플레이트(104)에 접착함으로써 상기 고정자 마그네트(180)의 중간 플레이트(104)에 대한 배열을 용이하게 행할 수 있게 되어 있다. 또한, 상기 고정자 마그네트(180)는 유지 플레이트를 사출 성형함으로써, 상기 유지 플레이트와 일체화되어 있다.
또한, 상기 코일 부재(181)는 철 등의 강자성체로 형성된 코어 부재에 대하여 코일을 감아 돌려 형성되어 있고, 이러한 코어 부재의 선단이 상기 고정자 마그네트(180)와 약간의 간극을 사이에 두고 대향하고 있다. 코일은 u상, v상, w상의 삼상으로 이루어지고, 이들 코일에 대하여 삼상 교류 전류를 통전하면, 상기 고정자 마그네트(180)와 코일 부재(181) 사이에 자기 흡인력 또는 자기 반발력이 작용 하여, 코일 부재(181)를 고정자 마그네트(180)의 배열 방향을 따라 추진할 수 있도록 되어 있다.
이러한 리니어 모터의 고정자 마그네트(180)는 상기 중간 플레이트(104)에, 코일 부재(181)는 고정 플레이트(102) 및 이동 플레이트(105)에 고정된다.
도7은 상기 중간 플레이트(104)의 상세를 도시하는 사시도이다. 이러한 중간 플레이트(104)의 이동 플레이트(105)측의 면에는 Y 구동 수단(107)의 수용실(141)이 형성되어 있다. 이러한 수용실(141)은 Y 방향을 따른 홈으로서 형성되어 있고, 이러한 홈의 길이 방향의 양 단부는 중간 플레이트(104)의 측면에 개방되어 있다. 이 수용실(141)의 저면에는 도6에 도시한 바와 같이 고정자 마그네트(180)가 유지 플레이트와 함께 접착에 의해 고정되어 있다. 한편, 이동 플레이트(105)의 이면에는 상기 수용실(141)과 대향하는 위치에 상기 코일 부재(181)가 고정되어 있고, 이동 플레이트(105)를 중간 플레이트(104)에 부착했을 때에, 상기 코일 부재(181)가 수용실(141) 내에서 고정자 마그네트(180)와 약간의 간극을 사이에 두고 대향하여 Y 구동 수단(107)을 구성하게 되어 있다.
한편, 이러한 중간 플레이트(104)의 고정 플레이트(102)측의 면에는 X 구동 수단(106)의 수용실(140)이 형성되어 있다. 이러한 수용실(140)은 X 방향을 따른 홈으로서 형성되어 있고, 이러한 홈의 길이 방향의 양 단부는 중간 플레이트(104)의 측면에 개방되어 있다. 또한, 이 수용실(140)은 상기 수용실(141)과 교차하고 있으며, 이러한 교차 영역에 있어서는 수용실(140)과 수용실(141)이 중간 플레이트의 두께 방향으로 중첩되어 있다. 이 수용실(140)의 저면에는 수용실(141)과 마찬 가지로 고정자 마그네트(180)가 유지 플레이트와 함께 접착에 의해 고정되어 있다. 한편, 고정 플레이트(102)에는 상기 수용실(140)과 대향하는 위치에 상기 코일 부재(181)가 고정되어 있고, 중간 플레이트(104)를 고정 플레이트(102)에 부착했을 때에 상기 코일 부재(181)가 수용실(140) 내에서 고정자 마그네트(180)와 약간의 간극을 사이에 두고 대향하여 X 구동 수단(106)을 구성하게 되어 있다.
X 구동 수단(106) 및 Y 구동 수단(107)의 코일 부재(181)로부터는 FPC(182)에 의해 신호선이 인출되고 있으며, 각 코일 부재(181)에 대한 통전은 이 신호선을 통하여 행해진다. 신호선으로서 FPC(182)를 이용함으로써 고정 플레이트(102)와 중간 플레이트(104)의 간극, 중간 플레이트(104)와 이동 플레이트(105)의 간극으로부터 용이하게 신호선을 인출하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 고정 플레이트(102)에 대한 중간 플레이트(104)의 X 방향의 이동 거리 또는 이동 속도를 검출하는 수단, 중간 플레이트(104)에 대한 이동 플레이트(105)의 Y 방향의 이동 거리를 검출하는 수단은, 상기 제1 실시 형태에 있어서의 그것과 동일하며, X 방향 센서 및 Y 방향 센서의 신호선은 FPC(183)에 의해 중간 플레이트(104)로부터 인출되고 있다.
그리고, 이상과 같이 구성된 제2 실시 형태의 XY 테이블 액츄에이터(1)에 있어서도 중간 플레이트(104)의 하반체가 고정 플레이트(102)의 수용 홈(20)에, 상반체가 이동 플레이트(105)의 수용 홈에 수용되어 있으며, 외관상은 고정 플레이트(102)에 대하여 이동 플레이트(105)가 약간의 간극을 사이에 두고 겹쳐 쌓인 것 뿐인, 매우 소형이면서 박형의 외관을 나타내고 있다. 그러나, 이러한 중간 플레 이트(104)를 X 방향으로 진퇴시키는 X 구동 수단(106) 및 중간 플레이트(104)에 대하여 이동 플레이트(105)를 Y 방향으로 진퇴시키는 Y 구동 수단(107)이 모두 중간 플레이트의 수용실에 저장되어 있으며, 이동 플레이트(105)를 고정 플레이트(102)에 대하여 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고 임의의 위치에 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 이 제2 실시 형태에 있어서는 리니어 모터의 코일 부재(181)를 중간 플레이트(104)의 수용실(140, 141)에 고정하고, 고정자 마그네트(180)를 고정 플레이트(102) 또는 이동 플레이트(105)에 고정하도록 해도 중간 플레이트(104)의 두께는 조금도 변하는 부분이 없으며, 동일한 높이의 XY 테이블 액츄에이터(101)를 구성하는 것이 가능하다. 그러나，이 제2 실시 형태에 있어서는 의도적으로 리니어 모터의 코일 부재(181)를 고정 플레이트(102) 또는 이동 플레이트(105)에 고정하고 있다. 즉, 상기 코일 부재(181)는 통전에 의해 대량의 열을 발생시키기 때문에, 이것을 고정 플레이트(102) 및 이동 플레이트(105)에 끼워진 중간 플레이트(104)에 고정하는 것으로는 코일 부재(181)의 냉각이 촉진되지 않아 리니어 모터의 추력이 저하되어 버리기 때문이다.
따라서, 이 제2 실시 형태에 의하면, 리니어 모터의 코일 부재(181)가 발생시킨 열을 고정 플레이트(102) 또는 이동 플레이트(105)를 개재하여 외부로 방출할 수 있어, X 구동 수단(106) 및 Y 구동 수단(107)의 추력이 저하되어 버리는 트러블을 미연에 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도면을 이용하여 설명해 온 예에서는 고정 플레이트(2)와 중간 플레이 트(4), 중간 플레이트(4)와 이동 플레이트(5) 사이에 개재 장착되는 전동체로서 볼을 사용했으나, 롤러라도 지장이 없다. 롤러를 사용하는 경우에는 회전축 방향이 90° 다른 롤러를 교대로 배치한 소위 클로스 롤러 타입으로 할 수 있다.
도8은 본 발명을 적용한 XY 테이블 액츄에이터(201)의 제3 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
이 XY 테이블 액츄에이터(201)도, 기계 장치의 케이싱이나 베드 등의 고정부에 고정되는 고정 플레이트(202)와, 다수의 볼(3)을 개재하여 상기 고정 플레이트(202)에 부착된 중간 플레이트(204)와, 다수의 볼(3)을 개재하여 상기 중간 플레이트(204)에 부착된 이동 플레이트(205)와, 상기 중간 플레이트(204)를 고정 플레이트(202)에 대하여 진퇴시키는 X 구동 수단(206)과, 상기 이동 플레이트(205)를 중간 플레이트(204)에 대하여 진퇴시키는 Y 구동 수단(207)으로 구성되어 있다. 도9는 내부 구조를 관찰할 수 있게 이동 플레이트(205)를 제거한 사시도이다. 또한, 도10은 도8의 X화살 표시도이다.
이 제3 실시 형태에 도시하는 XY 테이블 액츄에이터(201)는 이하에 설명하는 2점에 있어서 제1 실시 형태의 XY 테이블 액츄에이터(1)와 상이하다.
우선 제1 상이점은, 특수 환경 하에서의 사용을 고려하여, 각 부품을 수지나 금속이 아니라 세라믹스로 형성한 점이다. 예를 들어, 진공 환경 하에서는 수지 재료로부터 가스가 배출되어 버려, 진공도가 목표로 하는 레벨까지 좀처럼 향상되지 않는다는 등의 문제점이 있다. 또한, 반도체 생산에 이용하는 전자 빔 묘화 장치로는 전자 빔의 의도하지 않는 편향을 피하기 위해 XY 테이블 액츄에이터를 구성 하는 각 부품이 비자성체이어야 한다.
이로 인해, 이 제3 실시 형태에 설명하는 XY 테이블 액츄에이터(201)에서는 세라믹스를 이용해서 고정 플레이트(202), 중간 플레이트(204), 이동 플레이트(205)를 형성했다. 또한, 이들 플레이트에 설치된 각종 부품, 나사류에 대해서도 세라믹스로 형성했다. 각 플레이트의 사이에서 하중을 부하하면서 전주하는 볼(3)에 대해서도 세라믹스제의 볼을 사용했다. 또한, 그리스 등의 윤활제에 의한 볼 표면의 윤활을 회피하기 위해 상기 볼(3)의 표면은 이황화몰리브덴, 그래파이트 등의 고체 윤활막으로 덮여 있다.
이어서 제2 상이점은, 중간 플레이트(204)에 볼(3)의 무한 궤도를 형성한 점이다. 제1 실시 형태에 있어서의 XY 테이블 액츄에이터(1)에서는 고정 플레이트(2)와 중간 플레이트(4)의 관계에 주목하면, 볼(3)은 볼 케이지(33)와 함께 고정 플레이트(2)의 볼 전주 홈(30)과 중간 플레이트(4)의 볼 전주 홈(31) 사이에 배열되어 있으며, 고정 플레이트(2)에 대한 중간 플레이트(4)의 이동에 수반하여 볼(3)이 상기 볼 전주 홈(30, 31) 상을 전동하도록 구성되어 있다. 그러나, 볼(3)이 볼 전주 홈(30, 31)에 대하여 완전하게 전동 접촉하고 있으면 되는 것이나, 양자 사이에는 약간의 미끄러짐 접촉이 존재하기 때문에 고정 플레이트(2)에 대한 중간 플레이트(4)의 왕복 운동이 반복되면, 볼 전주 홈(30, 31)에 대한 볼(3)의 위치가 서서히 어긋나 버린다. 즉, 고정 플레이트(2)와 중간 플레이트(4)가 완전하게 겹쳐져 있는 상태로 본래 볼 케이지(33)는 고정 플레이트(2)의 폭 방향의 중앙에 존재하고 있는 것이나, 중간 플레이트(4)의 이동을 반복하고 있는 동안에 볼 케이지(33)가 볼 전주 홈(30, 31)의 단부로 기울게 되어 버리는 것이다. 이 현상을 케이지 이탈이라고 한다. 이 케이지 이탈 현상은 중간 플레이트(4)와 이동 플레이트(5) 사이에 존재하는 볼(3)에 대해서도 동일하다
케이지 이탈을 시정하기 위해서는 볼 케이지(33)가 스토퍼 블록(34)에 맞닿아 있는 상태에서 억지로 중간 플레이트(4)를 고정 플레이트(2)에 대하여 이동시키면 되는 것이나, 여기에는 문제점이 있다. 즉, 볼(3)을 볼 전주 홈(30, 31)에 대하여 억지로 끌게 되기 때문에, 만약 볼(3)의 표면을 고체 윤활막으로 덮은 경우에는 이러한 고체 윤활막이 박리되기 쉽다는 점이다. 고체 윤활막이 박리된 상태로 중간 플레이트의 이동을 반복하면, 볼의 마모로부터 발진이 발생되어 버리므로, 이 XY 테이블 액츄에이터를 클린룸 등의 특수 환경 하에서 사용하는 것은 곤란하게 되어 버린다. 애당초, 본 발명은 매우 소형의 XY 테이블 액츄에이터의 제공을 목적으로 하고 있으므로, 중간 플레이트(4)를 고정 플레이트(2)에 대하여 추진하는 X 구동 수단(6)에 큰 추력이 없어, 케이지 이탈의 보정을 행하는 것 자체도 곤란하다.
이것에 의해, 도8에 도시하는 XY 테이블 액츄에이터(201)에서는 볼 케이지를 배제하기 위해 중간 플레이트(204)에 볼(3)의 무한 궤도(203)를 구비시키고, 고정 플레이트(202)에 대한 중간 플레이트(204)의 X 방향 이동, 중간 플레이트(204)에 대한 이동 플레이트(205)의 Y 방향 이동에 수반하여 볼(3)이 상기 무한 궤도를 순환하도록 구성했다. 이동 플레이트(205)를 제거한 상태를 도시하는 도9에서는 상기 볼(3)의 무한 궤도(203)를 파악할 수 있다. 도9 및 도10에 도시되어 있는 한 쌍의 무한 궤도(203)는 이동 플레이트(205)의 볼 전주 홈(30)을 전동하는 볼(3)의 무한 궤도이며, 중간 플레이트(204)에 대한 이동 플레이트(205)의 Y 방향 이동에 수반하여, 볼(3)이 무한 궤도(203) 내를 순환한다. 또한, 도10에 도시한 바와 같이 고정 플레이트(202)의 볼 전주 홈(30)을 전동하는 볼(3)의 무한 궤도(203)는 중간 플레이트(204)의 최하부에 있어서 고정 플레이트(202)의 볼 전주 홈(30)과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
상기 고정 플레이트(202)의 볼 전주 홈(30)에 면한 중간 플레이트(204)의 측면에는 무한 궤도의 일부를 이루는 볼 전주 홈(231)이 X 방향을 따라 형성되는 한편, 상기 이동 플레이트(205)의 볼 전주 홈(30)에 면한 중간 플레이트(204)의 측면에는 무한 궤도의 일부를 이루는 볼 전주 홈(232)이 Y 방향을 따라 형성되어 있다. X 방향을 따라 중간 플레이트(204)에 형성된 볼 전주 홈(231)은 그 X 방향 길이가 고정 플레이트(202)의 X 방향 길이보다도 짧게 형성되어 있고, 무한 궤도(203)가 고정 플레이트(202)로부터 튀어 나오지 않는 범위에서 중간 플레이트(204)를 X 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, Y 방향을 따라 중간 플레이트(204)에 형성된 볼 전주 홈(232)은 그 Y 방향 길이가 이동 플레이트(205)의 Y 방향 길이보다도 짧게 형성되어 있고, 무한 궤도(203)가 이동 플레이트(205)로부터 튀어 나오지 않는 범위에서 상기 이동 플레이트(205)를 Y 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 이 제3 실시 형태에 설명하는 XY　액츄에이터 테이블에서는 고정 테이블(202) 또는 이동 테이블(205)에 형성된 볼 전주 홈(30)의 길이와 중간 플레이트(204)에 형성된 볼 전주 홈(231, 232)의 길이의 차가 X 방향 스트 로크량 및 Y 방향 스트로크량을 결정하고 있다.
또한, 도8 내지 도10에 도시한 제3 실시 형태의 XY 테이블 액츄에이터에서는 리니어 스케일(9)이 고정 플레이트(202) 및 이동 플레이트(205)의 외측면에 접착되어 있으며, 이들 리니어 스케일(9)을 판독하는 X 방향 센서(90) 및 Y 방향 센서(91)가 중간 플레이트(204)에 지지된 상태로 고정 플레이트(202) 또는 이동 플레이트(205)의 외측에 배치되어 있다.
또한, 도8 내지 도10에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 도면에서 제1 실시 형태와 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 이러한 제3 실시 형태에 도시되는 XY 테이블 액츄에이터에 있어서도 중간 플레이트(204)의 하반체가 고정 플레이트(202)의 수용 홈(20)에, 상반체가 이동 플레이트(205)의 수용 홈에 수용되어 있으며, 외관상은 고정 플레이트(202)에 대하여 이동 플레이트(205)가 약간의 간극을 사이에 두고 겹쳐 쌓인 것뿐인, 매우 소형이면서 박형의 외관을 나타내고 있다. 그러나, 이러한 중간 플레이트(204)를 X 방향으로 진퇴시키는 X 구동 수단(6) 및 중간 플레이트(204)에 대하여 이동 플레이트(205)를 Y 방향으로 진퇴시키는 Y 구동 수단(7)이 모두 중간 플레이트(204)의 수용실에 저장되어 있고, 이동 플레이트(205)를 고정 플레이트(202)에 대하여 XY 평면 내에서 자유롭게 이동시키고 임의의 위치에 위치 결정하는 것이 가능하게 되어 있다.

Claims (9)

  1. X 방향을 따르는 수용 홈(20)을 갖고 채널 형상으로 형성된 고정 플레이트(2)와, Y 방향을 따르는 수용 홈을 갖고 채널 형상으로 형성된 이동 플레이트(5)와, 하반체(下半體)가 전동체(3)를 개재하여 상기 고정 플레이트의 수용 홈 내에 부착되는 한편, 상반체(上半體)가 전동체(3)를 개재하여 상기 이동 플레이트의 수용 홈 내에 부착되고, 상기 고정 플레이트의 수용 홈과 상기 이동 플레이트의 수용 홈이 서로 겹쳐져 형성한 공간 내에 존재하고, 상기 고정 플레이트에 대해서는 X 방향으로, 상기 이동 플레이트에 대해서는 Y 방향으로 이동 가능한 중간 플레이트(4)와, 상기 고정 플레이트에 대하여 중간 플레이트를 X 방향으로 추진하는 X 구동 수단(6)과, 상기 중간 플레이트에 대하여 이동 플레이트를 Y 방향으로 추진하는 Y 구동 수단(7)으로 구성되고,
    상기 고정 플레이트에 대해서 이동 플레이트가 상기 중간 플레이트를 개재하지 않고 적층된 외관을 보이고,
    상기 중간 플레이트에는 상기 X 구동 수단 및 Y 구동 수단의 수용실(40, 41)을 각각 설치한 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)을 중간 플레이트(4)에 탑재한 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 X 구동 수단(6)의 수용실과 Y 구동 수단(7)의 수용실은 XY 평면 내에서 인접하고 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중간 플레이트(4)에는 당해 중간 플레이트의 고정 플레이트(2)에 대한 이동량을 검출하는 X 방향 센서(90)와, 당해 중간 플레이트(4)의 이동 플레이트(5)에 대한 이동량을 검출하는 Y 방향 센서(91)가 탑재되고,
    이들 X 방향 센서(90) 및 Y 방향 센서(91)의 신호선을 상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)의 신호선과 하나로 하여 상기 중간 플레이트(4)로부터 인출한 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 X 방향 센서(90), Y 방향 센서(91), 상기 X 구동 수단(6) 및 Y 구동 수단(7)의 신호선은 1매의 플렉시블 프린트 배선판(92)에 수용되어 상기 중간 플레이트(4)로부터 인출되어 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간 플레이트(4)로부터 인출된 플렉시블 프린트 배선판(92)은, 그 면이 X 방향 또는 Y 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 X 구동 수단(6)을 고정 플레이트(2)에, 상기 Y 구동 수단(7)을 이동 플레이트(5)에 탑재한 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중간 플레이트(4)에는, 상기 고정 플레이트(2) 사이에 서 볼(3)이 하중을 부하하면서 전동하는 볼 전주 홈(232)이 X 방향을 따라 형성되는 한편, 상기 이동 플레이트(5) 사이에서 볼(3)이 하중을 부하하면서 전동하는 볼 전주 홈(232)이 Y 방향을 따라 형성되고, 또한 상기 볼이 순환하는 무한 궤도(203)가 구비되며,
    상기 중간 플레이트(4)에 형성된 X 방향의 볼 전주 홈은 고정 플레이트(2)의 X 방향 길이보다도 짧게 형성되는 한편, 상기 중간 플레이트(4)에 형성된 Y 방향의 볼 전주홈은 이동 플레이트(5)의 Y 방향 길이보다도 짧게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 무한 궤도(203)를 순환하는 볼(3)의 표면은 고체 윤활막에 의해 덮여 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블 액츄에이터.
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