特開 2024-175944 ＸＹステージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175944

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ＸＹステージ

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/02 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

F16H19/02 K

F16H19/02 H

F16H19/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094069

(22)【出願日】2023-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】星野 京延

(72)【発明者】

【氏名】相馬 健一

(72)【発明者】

【氏名】吉田 健太郎

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AA60

3J062AB12

3J062AC07

3J062BA12

3J062CA06

3J062CA07

3J062CG83

(57)【要約】

【課題】コストアップを抑制しつつ、ＸＹステージの大型化を抑制する。
【解決手段】第一方向に配置される中空の第一シャフト及び第二シャフトと、第二方向に配置される第三シャフト及び第四シャフトと、第一シャフト、第二シャフト、第三シャフト、及び第四シャフトに案内される第一移動部、第二移動部、第三移動部、及び第四移動部と、第一移動部と第二移動部とを接続する第一接続部材と、第三移動部と第四移動部とを接続する第二接続部材と、第一シャフトの内部において第一方向に配置され、第三移動部、第四移動部、及び第二接続部材を第二方向に移動させる力を伝える第五シャフトと、第二方向に配置され、第一移動部、第二移動部、及び第一接続部材を第一方向に移動させる力を伝える第六シャフトと、第二方向に移動可能に第一接続部材に支持され且つ第一方向に移動可能に第二接続部材に支持される第五移動部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に配置される中空の第一シャフトと、
前記第一方向に配置される第二シャフトと、
前記第一方向と直交する第二方向に配置される第三シャフト及び第四シャフトと、
前記第一シャフトに案内されて前記第一方向に移動する第一移動部と、
前記第二シャフトに案内されて前記第一方向に移動する第二移動部と、
前記第三シャフトに案内されて前記第二方向に移動する第三移動部と、
前記第四シャフトに案内されて前記第二方向に移動する第四移動部と、
前記第一移動部と前記第二移動部とを接続する第一接続部材と、
前記第三移動部と前記第四移動部とを接続する第二接続部材と、
前記第一シャフトの内部において前記第一方向に配置される第五シャフトであって、第一駆動部からの駆動力により前記第一方向を回転中心として回転することで、前記第三移動部、前記第四移動部、及び前記第二接続部材を前記第二方向に移動させる力を伝える第五シャフトと、
前記第二方向に配置される第六シャフトであって、第二駆動部からの駆動力により前記第二方向を回転中心として回転することで、前記第一移動部、前記第二移動部、及び前記第一接続部材を前記第一方向に移動させる力を伝える第六シャフトと、
前記第二方向に移動可能に前記第一接続部材に支持され且つ前記第一方向に移動可能に前記第二接続部材に支持される第五移動部と、
を備えるＸＹステージ。

【請求項2】

前記第三シャフトは、中空に形成され、
前記第六シャフトは、前記第三シャフトの内部に配置される、
請求項１に記載のＸＹステージ。

【請求項3】

第一プーリ及び第二プーリに掛けられて前記第一方向に張られる第一ベルトであって、前記第一移動部が接続される第一ベルトと、
第三プーリ及び第四プーリに掛けられて前記第一方向に張られる第二ベルトであって、前記第二移動部が接続される第二ベルトと、
第五プーリ及び第六プーリに掛けられて前記第二方向に張られる第三ベルトであって、前記第三移動部が接続される第三ベルトと、
第七プーリ及び第八プーリに掛けられて前記第二方向に張られる第四ベルトであって、前記第四移動部が接続される第四ベルトと、
を更に備え、
前記第一プーリ及び前記第三プーリが、前記第六シャフトに配置され、
前記第五プーリ及び前記第七プーリが、前記第五シャフトに配置される、
請求項１に記載のＸＹステージ。

【請求項4】

前記第一駆動部の出力軸が前記第一方向に配置されており、
前記第一駆動部の出力軸に配置される第九プーリと、
前記第五シャフトに配置される第十プーリと、
前記第九プーリ及び前記第十プーリに掛けられる第五ベルトと、
を更に備える請求項１に記載のＸＹステージ。

【請求項5】

前記第一シャフトの一端側を支持すると共に、ベアリングを介して前記第五シャフトの一端側を支持するブロックを更に備える請求項１に記載のＸＹステージ。

【請求項6】

前記第一シャフトの中心軸と前記第五シャフトの中心軸とが一致するように、前記第一シャフト及び前記第五シャフトが配置される、
請求項１に記載のＸＹステージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＸＹステージに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ軸方向とＹ軸方向に動くステージを重ねることで、二次元での位置決めを行うＸＹステージが知られている。例えば、Ｘ軸方向に配置される２本のＸ軸用スライドシャフトと、このＸ軸用スライドシャフトに平行に張られる２本のＸ軸用タイミングベルトと、この２本のＸ軸用タイミングベルトに固定され且つ２本のＸ軸用スライドシャフトに沿って移動するＹ軸ユニットとを備えるＸＹステージが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このＸＹステージでは、２本のＸ軸用タイミングベルトを２つのモータによって駆動している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２３９２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２本のＸ軸用タイミングベルトを夫々異なるモータで駆動すると、タイミングを合わせる制御が必要となる。また、２つのモータを備えるとコストアップにつながる。これに対し、１つのモータで２本のＸ軸用タイミングベルトを駆動することが考えられる。この場合、例えば、Ｙ軸方向に動力を伝達するためのシャフトを配置し、この動力伝達用のシャフトと同軸に設けられた２つのプーリに２本のＸ軸用タイミングベルトを掛けることにより、１つのモータで２本のＸ軸用タイミングベルトを駆動することが考えられる。さらに、Ｙ軸方向のステージにおいても同様の構成とすることで、ＸＹステージを２つのモータで駆動することが考えられる。これにより、コストアップを抑制し得る。しかし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に夫々動力伝達用のシャフトを配置する必要が生じるため、ＸＹステージが大型化する虞がある。これにより、例えば狭い空間でＸＹステージを設置することが困難となり得る。

【0005】

本開示は、上記したような種々の実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、コストアップを抑制しつつ、ＸＹステージの大型化を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の態様の一つは、第一方向に配置される中空の第一シャフトと、前記第一方向に配置される第二シャフトと、前記第一方向と直交する第二方向に配置される第三シャフト及び第四シャフトと、前記第一シャフトに案内されて前記第一方向に移動する第一移動部と、前記第二シャフトに案内されて前記第一方向に移動する第二移動部と、前記第三シャフトに案内されて前記第二方向に移動する第三移動部と、前記第四シャフトに案内されて前記第二方向に移動する第四移動部と、前記第一移動部と前記第二移動部とを接続する第一接続部材と、前記第三移動部と前記第四移動部とを接続する第二接続部材と、前記第一シャフトの内部において前記第一方向に配置される第五シャフトであって、第一駆動部からの駆動力により前記第一方向を回転中心として回転することで、前記第三移動部、前記第四移動部、及び前記第二接続部材を前記第二方向に移動させる力を伝える第五シャフトと、前記第二方向に配置される第六シャフトであって、第二駆動部からの駆動力により前記第二方向を回転中心として回転することで、前記第一移動部、前記第二移動部、及び前記第一接続部材を前記第一方向に移動させる力を伝える第六シャフトと、前記第二方向に
移動可能に前記第一接続部材に支持され且つ前記第一方向に移動可能に前記第二接続部材に支持される第五移動部と、を備えるＸＹステージである。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、コストアップを抑制しつつ、ＸＹステージの大型化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るステージの概略構成を示した斜視図である。

【図2】実施形態に係るステージの上面視である。

【図3】実施形態に係る第一ブロックをＺ軸方向の上方から見た図である。

【図4】実施形態に係る第一ブロックをＹ軸方向の手前側から見た断面図である。

【図5】実施形態に係る第一ブロックをＸ軸方向の右側から見た断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の態様の一つであるＸＹステージは、ＸＹ平面上の任意の位置に第五移動部を移動可能なステージである。本開示に係るＸＹステージは、例えば工作機械、又はクレーンゲームなどのゲーム機に利用可能である。第一シャフト、第二シャフト、及び第五シャフトは、第一方向に配置される互いに平行なシャフトである。また、第三シャフト、第四シャフト、及び第六シャフトは、第二方向に配置される互いに平行なシャフトである。第一方向と第二方向とは直交しており、例えば第一方向はＸ軸方向であり第二方向はＹ軸方向である。

【0010】

第一シャフトは、第一移動部を案内するシャフトであり、第二シャフトは、第二移動部を案内するシャフトであり、第三シャフトは、第三移動部を案内するシャフトであり、第四シャフトは、第四移動部を案内するシャフトである。また、第五シャフトは、第一方向を回転中心として回転することで、第三移動部及び第四移動部を第二方向に移動させるシャフトである。このときの第三移動部及び第四移動部の第二方向への移動量は同じになるように構成されている。したがって、第五シャフトが回転することにより、第三移動部及び第四移動部に接続される第二接続部材は、第一方向に平行に配置された状態を維持したまま第二方向に移動する。同様に、第六シャフトは、第二方向を回転中心として回転することで、第一移動部及び第二移動部を第一方向に移動させるシャフトである。このときの第一移動部及び第二移動部の第一方向への移動量は同じになるように構成されている。したがって、第六シャフトが回転することにより、第一移動部及び第二移動部に接続される第一接続部材は、第二方向に平行に配置された状態を維持したまま第一方向に移動する。

【0011】

ここで、第五移動部は、第二方向に移動可能に第一接続部材に支持され且つ第一方向に移動可能に第二接続部材に支持されている。そのため、第六シャフトが回転して第一接続部材が第二方向に移動すると、第一接続部材が第五移動部を第二方向に押すことにより、第五移動部が第二接続部材に沿って第二方向に移動する。同様に、第五シャフトが回転して第二接続部材が第一方向に移動すると、第二接続部材が第六移動部を第一方向に押すことにより、第六移動部が第一接続部材に沿って第一方向に移動する。したがって、第一駆動部から第五シャフトへ伝わる駆動力を制御することにより、第二方向における第五移動部の位置を制御することができる。同様に、第二駆動部から第六シャフトへ伝わる駆動力を制御することにより、第一方向における第五移動部の位置を制御することができる。

【0012】

ここで、第一シャフトは、第一移動部を案内すると共に、内部に第五シャフトを通している。そのため、第一シャフトの外部に第五シャフトを配置した場合と比較して、ＸＹステージの小型化が可能となる。また、第一移動部及び第二移動部を１つの第二駆動部からの駆動力によって移動させ、第三移動部及び第四移動部を１つの第一駆動部からの駆動力
によって移動させることができるため、コストアップを抑制することができる。

【0013】

なお、前記第三シャフトは、中空に形成され、前記第六シャフトは、前記第三シャフトの内部に配置されていてもよい。すなわち、第一シャフトと同様に第三シャフトも、第三移動部を案内すると共に、内部に第六シャフトを通していてもよい。そうすると、ＸＹステージのさらなる小型化が可能となる。

【0014】

また、第一プーリ及び第二プーリに掛けられて前記第一方向に張られる第一ベルトであって、前記第一移動部が接続される第一ベルトと、第三プーリ及び第四プーリに掛けられて前記第一方向に張られる第二ベルトであって、前記第二移動部が接続される第二ベルトと、第五プーリ及び第六プーリに掛けられて前記第二方向に張られる第三ベルトであって、前記第三移動部が接続される第三ベルトと、第七プーリ及び第八プーリに掛けられて前記第二方向に張られる第四ベルトであって、前記第四移動部が接続される第四ベルトと、を更に備え、前記第一プーリ及び前記第三プーリが、前記第六シャフトに配置され、前記第五プーリ及び前記第七プーリが、前記第五シャフトに配置されていてもよい。そうすると、第一駆動部の駆動力によって第五シャフトを回転させることにより、第五プーリ及び第七プーリを回転させることができるため、第三ベルト及び第四ベルトを第二方向に移動させることができる。これにより、第三移動部及び第四移動部を第二方向に移動させることができるため、第五移動部を第二方向に移動させることができる。同様に、第二駆動部の駆動力によって第六シャフトを回転させることにより、第一プーリ及び第三プーリを回転させることができるため、第一ベルト及び第二ベルトを第一方向に移動させることができる。これにより、第一移動部及び第二移動部を第一方向に移動させることができるため、第五移動部を第一方向に移動させることができる。

【0015】

また、前記第一駆動部の出力軸が前記第一方向に配置されており、前記第一駆動部の出力軸に配置される第九プーリと、前記第五シャフトに配置される第十プーリと、前記第九プーリ及び前記第十プーリに掛けられる第五ベルトと、を更に備えていてもよい。そうすると、第一駆動部の出力軸を第五シャフトに直接接続する場合と比較して、ＸＹステージ全体の第一方向の長さを短縮することができる。これにより、第一方向について小型化することができる。なお、第二駆動部についても同様の構成とすることができる。これにより、ＸＹステージを第二方向についても小型化することができる。

【0016】

また、前記第一シャフトの一端側を支持すると共に、ベアリングを介して前記第五シャフトの一端側を支持するブロックを更に備えていてもよい。このようなブロックを備えることにより、第一シャフト及び第五シャフトの位置決めが容易となる。なお、第一シャフトの他端側及び第五シャフトの他端側にも同様のブロックを備えることにより支持することができる。さらに、第三シャフト及び第六シャフトについても同様のブロックを備えることにより支持することができる。また、１つのブロックで、第一方向に配置されるシャフトと第二方向に配置されるシャフトの両方を支持してもよい。例えば、ＸＹステージの四隅にブロックを１つずつ備えていてもよい。

【0017】

なお、前記第一シャフトの中心軸と前記第五シャフトの中心軸とが一致するように、前記第一シャフト及び前記第五シャフトが配置されていてもよい。中心軸を一致させることにより、第一シャフトの内径と第五シャフトの外径とを比較的近い値にすることができる。すなわち、第一シャフトと第五シャフトとの隙間を小さくすることができるため、例えば第一シャフトの小径化が可能となり、ＸＹステージの小型化及び軽量化が可能となる。

【0018】

以下に図面を参照して、本開示を実施するための形態を説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の実施
形態は可能な限り組み合わせることができる。

【0019】

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係るステージ１の概略構成を示した斜視図である。また、図２は、実施形態に係るステージ１の上面視である。

【0020】

ステージ１は、第一シャフト１１、第二シャフト１２、第三シャフト１３、及び第四シャフト１４を有する。ステージ１の全体を上方から見たときに、第一シャフト１１、第二シャフト１２、第三シャフト１３、及び第四シャフト１４は、長方形を形成するように配置されている。また、ステージ１は、第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４を有する。第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４は、ステージ１を他の部材に固定するときに他の部材に接触して固定される部位である。なお、第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４は、ブラケット等を介して他の部材に固定されてもよい。第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４は、ステージ１を上方から見たときに、右回りにステージ１の四隅に夫々配置される。

【0021】

なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置について説明する。ステージ１の長辺方向をＸ軸方向とし、ステージ１の短辺方向をＹ軸方向とし、ＸＹ平面に直交する方向をＺ軸方向とする。なお、Ｘ軸方向は第一方向の一例であり、Ｙ軸方向は第二方向の一例である。また、図１におけるＺ軸方向の上側をステージ１の上側とし、図１におけるＺ軸方向の下側をステージ１の下側とする。また、図２においてＸ軸方向の左側をステージ１の左側とし、図２においてＸ軸方向の右側をステージ１の右側とする。また、図２においてＹ軸方向の第一ブロック２１及び第二ブロック２２側をステージ１の奥側とし、図２においてＹ軸方向の第三ブロック２３及び第四ブロック２４側をステージ１の手前側とする。

【0022】

第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４は、例えば金属の塊から削り出すことにより形成された部材であるが、これに限らず例えば樹脂を材料とする部材であってもよい。第一ブロック２１、第二ブロック２２、第三ブロック２３、及び第四ブロック２４は、四角柱形状となるように形成されており、各面がＸＹ平面、ＸＺ平面、又はＹＺ平面と平行になるように配置されている。

【0023】

第一シャフト１１及び第二シャフト１２は、Ｘ軸方向に配置されている。第一シャフト１１及び第二シャフト１２は、Ｚ軸方向の同じ位置（同じ高さとしてもよい。）に配置されている。また、第三シャフト１３及び第四シャフト１４は、Ｙ軸方向に配置される。第三シャフト１３及び第四シャフト１４は、Ｚ軸方向の同じ位置（同じ高さとしてもよい。）に配置されている。また、第三シャフト１３及び第四シャフト１４は、第一シャフト１１及び第二シャフト１２よりも、Ｚ軸方向の下方に配置されている。第一シャフト１１、第二シャフト１２、第三シャフト１３、及び第四シャフト１４は、外面が例えば円柱形状であるが、これに限らず、後述する第一移動部３１、第二移動部３２、第三移動部３３、及び第四移動部３４を案内できる形状であれば、その外面の形状は限定されない。例えば、外面にスプラインが形成されていてもよい。

【0024】

第一シャフト１１の一端は、第一ブロック２１のＸ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されている。これについては後述する。また、第一シャフト１１の他端は、第二ブロック２２のＸ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されている。同様に、第二シャフト１２の一端は、第四ブロック２４のＸ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されており、第二シャフト１２の他端は、第三ブロック２３のＸ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されている。また、第三シャフト１３の一端は、第二ブロック２２
のＹ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されており、第三シャフト１３の他端は、第三ブロック２３のＹ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されている。また、第四シャフト１４の一端は、第一ブロック２１のＹ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されており、第四シャフト１４の他端は、第四ブロック２４のＹ軸方向に形成された貫通孔に挿入されて固定されている。

【0025】

第一シャフト１１は中空のシャフトであり、その中空部（内部）には、動力を伝えるための第五シャフト１５が配置されている。第五シャフト１５は、第一ブロック２１及び第二ブロック２２に形成された貫通孔に夫々配置されるベアリングを介して第一ブロック２１及び第二ブロック２２に支持されている。また、第五シャフト１５は、第一ブロック２１及び第二ブロック２２を貫通している。同様に、第三シャフト１３は中空のシャフトであり、その中空部（内部）には、動力を伝えるための第六シャフト１６が配置されている。第六シャフト１６は、第二ブロック２２及び第三ブロック２３に形成された貫通孔に夫々配置されるベアリングを介して第二ブロック２２及び第三ブロック２３に支持されている。また、第六シャフト１６は、第二ブロック２２及び第三ブロック２３を貫通している。

【0026】

なお、第一シャフト１１、第二シャフト１２、第三シャフト１３、第四シャフト１４、第五シャフト１５、及び第六シャフト１６は、何れも例えば金属を材料とする部材であるが、これに限らず例えば樹脂を材料とする部材であってもよい。また、本実施形態では、第一シャフト１１の中心軸と第五シャフト１５の中心軸とが一致し、且つ第三シャフト１３の中心軸と第六シャフト１６の中心軸とが一致するように構成されている。しかし、これらの中心軸が一致する構成は必須ではなく、中心軸がずれて配置されていてもよい。また、第二シャフト１２及び第四シャフト１４は、第一シャフト１１及び第三シャフト１３と同様に中空であってもよいし、中実であってもよい。また、第五シャフト１５及び第六シャフト１６も同様に、中空及び中実の何れであってもよい。

【0027】

第二ブロック２２よりもＹ軸方向の奥側の第六シャフト１６には、第一プーリ４１が配置されている。第一プーリ４１は、第六シャフト１６の中心軸を中心として、第六シャフト１６と一体となって回転するプーリである。また、第一ブロック２１よりもＹ軸方向の奥側には、第一プーリ４１と対になる第二プーリ４２が配置されている。第二プーリ４２は、Ｙ軸方向を中心として回転するプーリである。第一プーリ４１と第二プーリ４２とは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＸ軸方向にずれて配置されている。

【0028】

また、第三ブロック２３よりもＹ軸方向の手前側の第六シャフト１６には、第三プーリ４３が配置されている。第三プーリ４３は、第六シャフト１６の中心軸を中心として、第六シャフト１６と一体となって回転するプーリである。また、第四ブロック２４よりもＹ軸方向の手前側には、第三プーリ４３と対になる第四プーリ４４が配置されている。第四プーリ４４は、Ｙ軸方向を中心として回転するプーリである。第三プーリ４３と第四プーリ４４とは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＸ軸方向にずれて配置されている。

【0029】

また、第二ブロック２２よりもＸ軸方向の右側の第五シャフト１５には、第五プーリ４５が配置されている。第五プーリ４５は、第五シャフト１５の中心軸を中心として、第五シャフト１５と一体となって回転するプーリである。また、第三ブロック２３よりもＸ軸方向の右側には、第五プーリ４５と対になる第六プーリ４６が配置されている。第六プーリ４６は、Ｘ軸方向を中心として回転するプーリである。第五プーリ４５と第六プーリ４６とは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＹ軸方向にずれて配置されている。

【0030】

また、第一ブロック２１よりもＸ軸方向の左側の第五シャフト１５には、第七プーリ４７が配置されている。第七プーリ４７は、第五シャフト１５の中心軸を中心として、第五シャフト１５と一体となって回転するプーリである。また、第四ブロック２４よりもＸ軸方向の左側には、第七プーリ４７と対になる第八プーリ４８が配置されている。第八プーリ４８は、Ｘ軸方向を中心として回転するプーリである。第七プーリ４７と第八プーリ４８とは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＹ軸方向にずれて配置されている。

【0031】

なお、本実施形態では、全てのプーリの外径が同じである。また、本実施形態では、第二プーリ４２及び第四プーリ４４の回転軸は、第四シャフト１４の中心軸と一致している。ただし、この構成は必須ではなく、第二プーリ４２及び第四プーリ４４の回転軸は、第四シャフト１４の中心軸と一致していなくてもよい。第二プーリ４２及び第一プーリ４１には、環状の第一ベルト６１がＸ軸方向に掛けられている。第四プーリ４４及び第三プーリ４３には、環状の第二ベルト６２がＸ軸方向に掛けられている。

【0032】

また、本実施形態では、第六プーリ４６及び第八プーリ４８の回転軸は、第二シャフト１２の中心軸と一致している。ただし、この構成は必須ではなく、第六プーリ４６及び第八プーリ４８の回転軸は、第二シャフト１２の中心軸と一致していなくてもよい。第五プーリ４５及び第六プーリ４６には、環状の第三ベルト６３がＹ軸方向に掛けられている。第七プーリ４７及び第八プーリ４８には、環状の第四ベルト６４がＹ軸方向に掛けられている。

【0033】

第一シャフト１１には、その中心軸方向（Ｘ軸方向）に移動可能な第一移動部３１が配置されている。第二シャフト１２には、その中心軸方向（Ｘ軸方向）に移動可能な第二移動部３２が配置されている。第三シャフト１３には、その中心軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能な第三移動部３３が配置されている。第四シャフト１４には、その中心軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能な第四移動部３４が配置されている。第一移動部３１、第二移動部３２、第三移動部３３、及び第四移動部３４は、例えばリニアブッシュを含んで構成されるが、これに限らず、例えば摺動しながら移動する部材を含んで構成されていてもよい。

【0034】

第一移動部３１は、第一固定部３１１を介して第一ベルト６１に固定されている。第二移動部３２は、第二固定部３２１を介して第二ベルト６２に固定されている。第三移動部３３は、第三固定部３３１を介して第三ベルト６３に固定されている。第四移動部３４は、第四固定部３４１を介して第四ベルト６４に固定されている。

【0035】

第一移動部３１には、Ｙ軸方向に配置される第一接続部材７１の一端が接続されている。第一接続部材７１の他端は、第二移動部３２に接続されている。また、第三移動部３３には、Ｘ軸方向に配置される第二接続部材７２の一端が接続されている。第二接続部材７２の他端は、第四移動部３４に接続されている。第一接続部材７１は、第二接続部材７２よりも、Ｚ軸方向の上方に配置されている。ＸＹ平面において、第一接続部材７１と第二接続部材７２とが交差する箇所には、第五移動部３５が配置されている。第五移動部３５には、第一接続部材７１及び第二接続部材７２を通すための貫通孔が形成されている。この貫通孔に第一接続部材７１及び第二接続部材７２を通すことにより、第一接続部材７１及び第二接続部材７２によって第五移動部３５が支持されている。第五移動部３５の２つの貫通孔には、例えばリニアブッシュが配置されている。第五移動部３５には、当該第五移動部３５から延びる電線を案内及び保護する案内部８１が接続されている。案内部８１には、ケーブルベア（登録商標）を例示できる。例えば、第五移動部３５からＺ軸方向に移動する装置を備えている場合には、その装置をＺ軸方向に移動させるためのモータが第五移動部３５に取り付けられる。このモータに電力を供給するための電線を案内部８１の
内部に通すことができる。

【0036】

第五シャフト１５は、第一モータ９１により駆動される。第六シャフト１６は、第二モータ９２により駆動される。第一モータ９１及び第二モータ９２は、電力を供給することにより作動する電動モータである。第一モータ９１及び第二モータ９２への電力の供給は、コントローラによって行われてもよく、人の操作によって行われてもよい。なお、第一モータ９１は第一駆動部の一例であり、第二モータ９２は第二駆動部の一例である。

【0037】

ここで、図３は、実施形態に係る第一ブロック２１をＺ軸方向の上方から見た図である。図４は、実施形態に係る第一ブロック２１をＹ軸方向の手前側から見た断面図である。図５は、実施形態に係る第一ブロック２１をＸ軸方向の右側から見た断面図である。

【0038】

第一ブロック２１は、Ｚ軸方向の下方において第一ブラケット１０１に固定され、上側において第二ブラケット１０２が固定されている。この固定は、例えばボルトによって行われている。第二ブラケット１０２は、Ｘ軸方向の左側端部においてＺ軸方向の下方に向けて直角に折り曲げられている。また、第一ブラケット１０１は、Ｘ軸方向の左側端部において、第二ブラケット１０２に当接して、Ｚ軸方向の上方に向けて直角に折り曲げられている。この第二ブラケット１０２が折り曲げられている部位において、第一ブラケット１０１と第二ブラケット１０２とが、例えばボルトによって固定されている。第一ブロック２１には、Ｘ軸方向に第一貫通孔１０３が形成されており、Ｙ軸方向に第二貫通孔１０４が形成されている。第二貫通孔１０４は、第一貫通孔１０３よりもＺ軸方向の下方に形成されている。

【0039】

図４において、第一貫通孔１０３は、Ｘ軸方向の左右側が中央側よりも直径が大きくなるように形成されている。これにより、第一貫通孔１０３には、２つの段差が形成されている。第一貫通孔１０３のＸ軸方向の右側からは、第一シャフト１１が挿入されており、第一シャフト１１の端部は、第一貫通孔１０３に形成されているＸ軸方向の右側の段差に当接している。第一貫通孔１０３の右側の開口部の内径は、第一シャフト１１の外径と略等しく、第一貫通孔１０３に挿入した第一シャフト１１にがたつきが生じないように構成されている。

【0040】

第一シャフト１１の中空部に配置される第五シャフト１５は、２つのベアリング１０５によって支持されている。２つのベアリング１０５は、回転軸がＸ軸方向に配置されるように第一貫通孔１０３にＸ軸方向左側から嵌め込まれており、第一貫通孔１０３に形成されているＸ軸方向の左側の段差に当接している。なお、ベアリング１０５の数は２つに限らず、１つであってもよい。ベアリング１０５よりもＸ軸方向の左側に、第七プーリ４７が配置されている。第七プーリ４７は、固定具１０６によって第五シャフト１５に固定されている。また、第七プーリ４７よりもＸ軸方向の左側において、第五シャフト１５は、第二ブラケット１０２に形成された貫通孔を通って第二ブラケット１０２よりもＸ軸方向の左側に突出している。そこには、後述する第九プーリ４９と対になる第十プーリ５０が配置されている。第十プーリ５０は、固定具１０７によって第五シャフト１５に固定されている。第十プーリ５０は、第五シャフト１５の中心軸を中心として、第五シャフト１５と一体となって回転するプーリである。なお、第七プーリ４７及び第十プーリ５０の固定方法はこれに限らず、他の公知の方法によって固定することもできる。

【0041】

第一モータ９１は、第一ブロック２１よりもＺ軸方向の下方に配置される。第一モータ９１は、第三ブラケット１０８に固定されている。第三ブラケット１０８は、第二ブラケット１０２に固定されている。第三ブラケット１０８と第二ブラケット１０２とには、第三ブラケット１０８と第二ブラケット１０２とのＺ軸方向の相対位置を調整するためのボルト１０９が配置されている。このボルト１０９により、後述する第五ベルト６５の張力
を調整可能である。

【0042】

第一モータ９１の出力軸９１１はＸ軸方向の左側を向くように配置されており、第二ブラケット１０２及び第三ブラケット１０８をＸ軸方向に貫通している。第二ブラケット１０２よりもＸ軸方向の左側の第一モータ９１の出力軸９１１には、第九プーリ４９が配置されている。第九プーリ４９は、固定具１１０によって第一モータ９１の出力軸９１１に固定されており、第一モータ９１の出力軸９１１と一体となって回転する。第九プーリ４９と第十プーリ５０とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＺ軸方向にずれて配置されている。第九プーリ４９及び第十プーリ５０には、環状の第五ベルト６５が掛けられている。この第五ベルト６５は、Ｚ軸方向に張られている。第一モータ９１を作動させると、第五ベルト６５を介して第五シャフト１５に動力が伝わり、第五シャフト１５が回転する。

【0043】

また、図１及び図２において、第二モータ９２は、第二ブロック２２よりもＹ軸方向の奥側且つＸ軸方向の左側に配置される。第二モータ９２の出力軸はＹ軸方向の手前側を向くように配置されており、この出力軸に第十一プーリ５１が配置されている。第十一プーリ５１は、第二モータ９２の出力軸と一体となって回転する。また、第六シャフト１６の一端側（Ｙ軸方向の奥側）には、第十一プーリ５１と対になる第十二プーリ５２が配置されている。また、第十一プーリ５１と第十二プーリ５２とは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向において同じ位置に配置されており、且つＸ軸方向にずれて配置されている。第十一プーリ５１及び第十二プーリ５２には、環状の第六ベルト６６が掛けられている。そして、第六ベルト６６は、Ｘ軸方向に張られている。第二モータ９２を作動させると、第六ベルト６６を介して第六シャフト１６に動力が伝わり、第六シャフト１６が回転する。

【0044】

なお、第二モータ９２は、第一モータ９１とは異なる構造で配置されている。図１に示すように、第二モータ９２の出力軸は、Ｙ軸方向の奥側から手前側に向かって延びるように配置されている。また、第二モータ９２は、第六シャフト１６よりもＸ軸方向の左側に配置されている。ただし、第六ベルト６６を介して第二モータ９２から第六シャフト１６に動力を伝えるという点では同じである。第一モータ９１及び第二モータ９２の配置は、ステージ１を設置する場所に応じて変更可能である。

【0045】

次に、図５において、第二貫通孔１０４は、Ｙ軸方向の左右側が中央側よりも直径が大きくなるように形成されている。これにより、第二貫通孔１０４には、２つの段差が形成されている。第二貫通孔１０４のＹ軸方向の手前側からは、第四シャフト１４が挿入されており、第四シャフト１４の端部は、第二貫通孔１０４に形成されているＹ軸方向の手前側の段差に当接している。第二貫通孔１０４のＹ軸方向の手前側の開口部の内径は、第四シャフト１４の外径と略等しく、第二貫通孔１０４に挿入した第四シャフト１４にがたつきが生じないように構成されている。

【0046】

第二貫通孔１０４のＹ軸方向の奥側からは、プーリ軸１１１が挿入されている。プーリ軸１１１は、中心軸がＹ軸方向に配置されており、第二プーリ４２の回転軸となる。プーリ軸１１１は、第二貫通孔１０４に嵌め込まれたベアリング１１２によって支持されている。ベアリング１１２は、回転軸がＹ軸方向に配置されるように第二貫通孔１０４にＹ軸方向の奥側から嵌め込まれており、第二貫通孔１０４に形成されているＹ軸方向の奥側の段差に当接している。プーリ軸１１１は、第一ブロック２１よりもＹ軸方向の奥側に突出し、その奥側の端部において第四ブラケット１１３によって支持されている。この第四ブラケット１１３は、第一ブロック２１に固定されている。ベアリング１１２と第四ブラケット１１３との間のプーリ軸１１１に、第二プーリ４２が配置されている。第二プーリ４２は、固定具１１４によってプーリ軸１１１に固定されている。なお、第二プーリ４２の固定方法はこれに限らず、他の公知の方法によって固定することもできる。また、第四シ
ャフト１４とプーリ軸１１１とが一体に形成されていてもよい。

【0047】

なお、第二ブロック２２において、第一シャフト１１及び第五シャフト１５は、第一ブロック２１における第一シャフト１１及び第五シャフト１５と同様の構造によって支持されている。また、第五プーリ４５は、第七プーリ４７と同様の構造によって、第五シャフト１５に配置されている。

【0048】

また、第二ブロック２２において、第三シャフト１３及び第六シャフト１６は、第一ブロック２１における第一シャフト１１及び第五シャフト１５と同様の構造によって支持されている。また、第十二プーリ５２及び第一プーリ４１は、第十プーリ５０及び第七プーリ４７が第五シャフト１５に配置されるのと同様の構造によって、第六シャフト１６に配置されている。

【0049】

また、第三ブロック２３において、第三シャフト１３、第六シャフト１６、及び第二シャフト１２は、第一ブロック２１における第一シャフト１１、第五シャフト１５、及び第四シャフト１４と同様の構造によって支持されている。また、第三プーリ４３は、第七プーリ４７が第五シャフト１５に配置されるのと同様の構造によって、第六シャフト１６に配置されている。第六プーリ４６は、第二プーリ４２が第一ブロック２１に配置されるのと同様の構造によって、第三ブロック２３に配置されている。

【0050】

また、第四ブロック２４において、第二シャフト１２及び第四シャフト１４は、第一ブロック２１における第四シャフト１４と同様の構造によって支持されている。第四プーリ４４及び第八プーリ４８は、第二プーリ４２が第一ブロック２１に配置されるのと同様の構造によって、第四ブロック２４に配置されている。

【0051】

このように構成されたステージ１では、第一モータ９１を作動させることにより、動力が第一モータ９１の出力軸９１１から第九プーリ４９、第五ベルト６５、第十プーリ５０、第五シャフト１５の順に伝わり、第五シャフト１５が回転する。さらに、第五シャフト１５が回転することにより、第七プーリ４７及び第五プーリ４５が回転する。第七プーリ４７が回転することにより、第四ベルト６４及び第八プーリ４８が回転する。第一ブロック２１と第四ブロック２４との間では、第四ベルト６４がＹ軸方向に移動することにより、第四固定部３４１を介して接続されている第四移動部３４も、第四ベルト６４と共にＹ軸方向に移動する。同様に、第五プーリ４５が回転することにより、第三ベルト６３及び第六プーリ４６が回転する。第二ブロック２２と第三ブロック２３との間では、第三ベルト６３がＹ軸方向に移動することにより、第三固定部３３１を介して接続されている第三移動部３３も、第三ベルト６３と共にＹ軸方向に移動する。ここで、第七プーリ４７と第五プーリ４５とは同方向に同速度で回転するため、第四ベルト６４及び第三ベルト６３は、同方向に同速度で移動する。そのため、第四移動部３４及び第三移動部３３が、同方向に同速度で移動するので、第二接続部材７２は、Ｘ軸方向と平行状態を維持したまま、Ｙ軸方向に移動する。この第二接続部材７２が第五移動部３５をＹ軸方向に押すことにより、第五移動部３５がＹ軸方向に移動する。

【0052】

したがって、第一モータ９１の回転方向及び回転角度を制御することにより、第五移動部３５のＹ軸方向の位置を制御することができる。また、第一モータ９１の回転速度を制御することにより、第五移動部３５のＹ軸方向の移動速度を制御することができる。

【0053】

また、第二モータ９２を作動させることにより、動力が第二モータ９２の出力軸から第十一プーリ５１、第六ベルト６６、第十二プーリ５２、第六シャフト１６の順に伝わり、第六シャフト１６が回転する。さらに、第六シャフト１６が回転することにより、第一プーリ４１及び第三プーリ４３が回転する。第一プーリ４１が回転することにより、第一ベ
ルト６１及び第二プーリ４２が回転する。第一ブロック２１と第二ブロック２２との間では、第一ベルト６１がＸ軸方向に移動することにより、第一固定部３１１を介して接続されている第一移動部３１も、第一ベルト６１と共にＸ軸方向に移動する。同様に、第三プーリ４３が回転することにより、第二ベルト６２及び第四プーリ４４が回転する。第三ブロック２３と第四ブロック２４との間では、第二ベルト６２がＸ軸方向に移動することにより、第二固定部３２１を介して接続されている第二移動部３２も、第二ベルト６２と共にＸ軸方向に移動する。ここで、第一プーリ４１と第三プーリ４３とは同方向に同速度で回転するため、第一ベルト６１及び第二ベルト６２は、同方向に同速度で移動する。そのため、第一移動部３１及び第二移動部３２が、同方向に同速度で移動するので、第一接続部材７１は、Ｙ軸方向と平行状態を維持したまま、Ｘ軸方向に移動する。この第一接続部材７１が第五移動部３５をＸ軸方向に押すことにより、第五移動部３５がＸ軸方向に移動する。

【0054】

したがって、第二モータ９２の回転方向及び回転角度を制御することにより、第五移動部３５のＸ軸方向の位置を制御することができる。また、第二モータ９２の回転速度を制御することにより、第五移動部３５のＸ軸方向の移動速度を制御することができる。なお、第一モータ９１及び第二モータ９２を同時に作動させることにより、第五移動部３５をＸ軸方向及びＹ軸方向に同時に移動させることもできる。

【0055】

ここで、本実施形態に係るステージ１は、中空の第一シャフト１１の内部に第五シャフト１５が配置されている。また、中空の第三シャフト１３の内部に第六シャフト１６が配置されている。そのため、第一シャフト１１は、第一移動部３１をＸ軸方向に案内する機能と、第五シャフト１５を内部に格納する機能とを有することになる。同様に、第三シャフト１３は、第三移動部３３をＹ軸方向に案内する機能と、第六シャフト１６を内部に格納する機能とを有することになる。そうすると、第一シャフト１１の外部に第五シャフト１５を配置し、且つ第三シャフト１３の外部に第六シャフト１６を配置した場合と比較すると、ステージ１の小型化が可能となる。したがって、より狭い空間にステージ１を設置することができる。また、第一モータ９１及び第二モータ９２を作動させ、各プーリ及び各ベルトを介して第五移動部３５をＸＹ平面上で移動させることができるため、コストアップを抑制することができる。

【0056】

また、第一モータ９１の出力軸９１１を第五シャフト１５に直接に接続せず、第九プーリ４９、第五ベルト６５、及び第十プーリ５０を介して動力を伝達しているため、直接に接続した場合と比較して、Ｘ軸方向におけるステージ１の小型化が可能となる。第二モータ９２についても同様に、第二モータ９２の出力軸を第六シャフト１６に直接に接続せず、第十一プーリ５１、第六ベルト６６、及び第十二プーリ５２を介して動力を伝達しているため、Ｙ軸方向におけるステージ１の小型化が可能となる。

【0057】

また、第一シャフト１１の中心軸と、第五シャフト１５の中心軸とを一致させることにより、第一シャフト１１の小径化が可能となる。また、第三シャフト１３の中心軸と、第六シャフト１６の中心軸とを一致させることにより、第三シャフト１３の小径化が可能となる。これらにより、ステージ１の小型化及び軽量化が可能となる。

【0058】

なお、本実施形態では、例えば第一移動部３１は、第一固定部３１１を介して第一ベルト６１に固定されている。そして、第一ベルト６１をＸ軸方向に移動させることにより、第一移動部３１をＸ軸方向に移動させている。しかし、第一移動部３１を移動させる方法はこれに限らず、例えば、第一ベルト６１の代わりにボールねじをＸ軸方向に配置し、第一固定部３１１にボールねじナットを配置することで第一移動部３１を移動させてもよい。この場合、第六シャフト１６の駆動力を、例えばかさ歯車によってボールねじに伝えてもよい。第二移動部３２、第三移動部３３、及び第四移動部３４についても同様の構成と
することができる。

【0059】

また、本実施形態では、第一シャフト１１の内部に第五シャフト１５を配置し、且つ第三シャフト１３の内部に第六シャフト１６を配置しているが、この両方の構成は必須ではなく、何れか一方の構成を有していればよい。何れか一方の構成を有していることによっても、ステージ１の小型化は可能である。

【符号の説明】

【0060】

１・・・ステージ、１１・・・第一シャフト、１２・・・第二シャフト、１３・・・第三シャフト、１４・・・第四シャフト、１５・・・第五シャフト、１６・・・第六シャフト、３１・・・第一移動部、３２・・・第二移動部、３３・・・第三移動部、３４・・・第四移動部、３５・・・第五移動部、７１・・・第一接続部材、７２・・・第二接続部材、９１・・・第一モータ、９２・・・第二モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】