特開 2024-23967 ロータリテーブル装置

(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】P2024023967

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】ロータリテーブル装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/14 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

H02K7/14 C

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023220895

(22)【出願日】2023-12-27

(62)【分割の表示】P 2019007183の分割

【原出願日】2019-01-18

(71)【出願人】

【識別番号】000229335

【氏名又は名称】日本トムソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136098

【弁理士】

【氏名又は名称】北野 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100137246

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勝也

(74)【代理人】

【識別番号】100158861

【弁理士】

【氏名又は名称】南部 史

(74)【代理人】

【識別番号】100194674

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 覚史

(72)【発明者】

【氏名】坂井 哲也

(57)【要約】

【課題】このロータリテーブル装置は，ベッドに対して回転するテーブルの位置を全周にわたって精度よく検出すると共に，電機子組立体を絶縁層で被覆してベッドとテーブルの間を絶縁して組み立てを容易にする。
【解決手段】界磁マグネット４を全周に配設したテーブル２の軸部１０に，全周にわたって延びるリングスケール２０を備えたリング部材１７を配設する。電機子コイル６を界磁マグネット４に対向して周方向に配設したベッド１に，リングスケール２０を読み取るセンサ２１を配設する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の場所に設置されるベッド，前記ベッドに軸受を介して回転可能に取り付けられた円盤状のテーブル，及び前記テーブルを回転駆動するモータを有し，前記モータの一次側でなる電機子組立体を構成する複数の電機子コイルは，扁平で環状に巻回された三相のコアレスコイルから構成され且つ前記ベッド上の環状凹部に周方向に沿ってそれぞれ配設されており，前記モータの二次側でなる界磁マグネットを構成する複数のマグネットは，板状に形成され且つ前記テーブルの下面の環状凹部に磁極を交互に異にして周方向に沿って前記電機子コイルに対向してそれぞれ配設されていることから成るロータリテーブル装置において，
前記テーブルは，前記下面に前記界磁マグネットが配設され且つ前記ベッドに対向する側に位置する軸部と，該軸部に一体構造であって相手部材を取り付けるための載置部とから構成され，前記テーブルの前記軸部には全周にわたって延びるリング部材が配設され，前記リング部材の外周面の全域にわたってリングスケールが設けられ，前記ベッドには前記リングスケールを読み取るためのセンサが配設されていることを特徴とするロータリテーブル装置。

【請求項2】

前記テーブルの前記軸部の外周面は前記載置部の外周面よりも内側に位置し，前記軸部の取り付けられた前記リングスケールの外周面が前記載置部の前記外周面よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のロータリテーブル装置。

【請求項3】

前記リング部材は，前記テーブルの前記軸部の外周面にインロー嵌合によって固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリテーブル装置。

【請求項4】

前記テーブルの前記軸部に嵌入された前記リング部材の内周面は，前記テーブルの前記軸部の前記外周面の挿入方向に沿ってテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリテーブル装置。

【請求項5】

前記電機子組立体は，多数の前記マグネットの配設方向に沿って形成されたリング状の基板，及び前記マグネットの配設方向に沿って前記基板上に順次に配設された前記電機子コイルから構成され，前記電機子組立体には，前記電機子コイル側に設けられた第１絶縁層と前記基板側に形成された第２絶縁層とが設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のロータリテーブル装置。

【請求項6】

前記第１絶縁層は前記電機子組立体に接着される絶縁プレートであり，前記第２絶縁層は前記基板に接着した絶縁シート又は前記基板に塗布された絶縁膜であることを特徴とする請求項５に記載のロータリテーブル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は，半導体製造装置，測定器，工作機械，産業用ロボット等の機械装置に使用され，例えば，ベッド側に配設した電機子組立体とテーブル側に配設した界磁マグネットとから成るリニアモータを内蔵したロータリテーブル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年，機械装置を用いる各種の技術分野におけるＸ－Ｙ等多軸ステージや運動機構部において，ワーク，機器等の移動体を高速で移動させ，ベッド等のべースに対して移動体のテーブルを高精度で位置決めするため，ベッド及びテーブルをコンパクトで軽量な構造に構成した高推力，高速，高応答性のスライド装置が求められている。スライド装置のテーブルを移動させる駆動装置としては，リニアモータが使用されている。一般的に，リニアモータとしては，複数個の電機子コイルを可動子として設けた可動コイル型リニアモータと，界磁マグネットを可動子として設けた可動マグネット型のリニアモータとがある。

【0003】

従来，アライメントステージ装置として，円盤状のテーブルが固定側のベッドに対して予め決められた所定の回転角に回転可能に構成されたものが知られている。該アライメントステージ装置は，ベッドに軸受を介して回転支持されるテーブルをリニアモータによって回転駆動している。リニアモータは，一次側が扁平で環状に巻回された三相のコアレスコイルから成る電機子コイルと，二次側が多数の板状のマグネットから成る界磁マグネットとから構成されている。上記アライメントステージ装置は，電機子コイルをベッド側にそれぞれ配設し，マグネットをテーブル側にそれぞれ周方向に配設して，互いに電機子コイルとマグネットとを対向配置させている。また，電機子組立体は，テーブルの周方向に配設した複数のマグネットに沿って形成した環状の基板と，該基板にそれぞれ固定した電機子コイルとで構成されている。該電機子組立体は，ベッドに固定されている。また，テーブルの回転角に対応する範囲のテーブル外周面にテープ状のスケールを接着し，該スケールをベッドに配置した光学センサで読み込んでテーブルの位置を検出するように構成している。また，電機子組立体とベッド及びテーブルの間に絶縁シートを配設している。電機子組立体は，絶縁シートによってベッドとテーブルから絶縁されている（例えば，特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－７２９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら，上記アライメントステージ装置は，所定の回転角内で揺動するものであるため，テーブル全周にスケールを設けて無限回転するという技術的思想を有していないものである。即ち，上記アライメントステージ装置は，回転角に対応する範囲にテープ状のスケールを接着しており，そのため，テーブルを無限回転しようとすると，位置検出用のテープ状スケールをテーブルの全周の３６０°にわたって接着することになる。この場合，スケールの繋ぎ目を合わせることが難しく，品質を安定させることは困難である。また，上記アライメントステージ装置は，電機子組立体と，ベッド及びテーブルの間を絶縁する絶縁シートを別に配設している。そのため，テーブル組立時に絶縁シートを挟み込むことになり，部品点数が増加し，組立工数が増加するという問題がある。また，電機子組立体と絶縁シートの取付孔等の位置を合わせてベッドに配設することになり，位置合わせが困難になる。また，従来のアライメントステージ装置では，テーブルの組み立て時に，別体の絶縁シートをベッドと電機子コイルとの間に挟み込んでいた。

【0006】

この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，所定の位置に設置されるベッドに対してテーブルを無限回転させるロータリテーブル装置であって，テーブルの軸部の全周に配設したリング部材に全周にわたってリングスケールを設け，また，電機子組立体を絶縁体で被覆してベッドとテーブルとの間を絶縁して組み立ても容易に構成し，ベッドに対するテーブルの全周にわたっての位置を測定可能にして回転するテーブルの位置を高精度に検出すると共に，界磁マグネットを配設したテーブルと電機子組立体を配設したベッドとの設計の自由度をアップさせると共にコンパクトに構成したことを特徴とするロータリテーブル装置を提供できる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明は，所定の場所に設置されるベッド，前記ベッドに軸受を介して回転可能に取り付けられた円盤状のテーブル，及び前記テーブルを回転駆動するモータを有し，前記モータの一次側でなる電機子組立体を構成する複数の電機子コイルは，扁平で環状に巻回された三相のコアレスコイルから構成され且つ前記ベッド上の環状凹部に周方向に沿ってそれぞれ配設されており，前記モータの二次側でなる界磁マグネットを構成する複数のマグネットは，板状に形成され且つ前記テーブルの下面の環状凹部に磁極を交互に異にして周方向に沿って前記電機子コイルに対向してそれぞれ配設されていることから成るロータリテーブル装置において，
前記テーブルは，前記下面に前記界磁マグネットが配設され且つ前記ベッドに対向する側に位置する軸部と，該軸部に一体構造であって相手部材を取り付けるための載置部とから構成され，前記テーブルの前記軸部には全周にわたって延びるリング部材が配設され，前記リング部材の外周面の全域にわたってリングスケールが設けられ，前記ベッドには前記リングスケールを読み取るためのセンサが配設されていることを特徴とするロータリテーブル装置に関する。

【0008】

また，前記テーブルの前記軸部の外周面は前記載置部の外周面よりも内側に位置し，前記軸部の取り付けられた前記リングスケールの外周面が前記載置部の前記外周面よりも内側に位置しているものである。

【0009】

また，前記リング部材は，前記テーブルの前記軸部の外周面にインロー嵌合によって固定されている。

【0010】

また，前記テーブルの前記軸部に嵌入された前記リング部材の内周面は，前記テーブルの前記軸部の前記外周面の挿入方向に沿ってテーパ面に形成されているものである。

【0011】

また，前記電機子組立体は，多数の前記マグネットの配設方向に沿って形成されたリング状の基板，及び前記マグネットの配設方向に沿って前記基板上に順次に配設された前記電機子コイルから構成されている。更に，前記電機子組立体には，前記電機子コイル側に設けられた第１絶縁層と前記基板側に形成された第２絶縁層とが設けられている。

【0012】

また，前記第１絶縁層は前記電機子組立体に接着される絶縁プレートであり，前記第２絶縁層は前記基板に接着した絶縁シート又は前記基板に塗布された絶縁膜である。

【発明の効果】

【0013】

この発明によるロータリテーブル装置は，上記のように，可動マグネット型リニアモータを内蔵したものであり，テーブルの軸部の全周にわたってに延びる繋ぎ目のないリング部材にリングスケールを形成して，スケールを備えたリング部材をテーブルの軸部に容易に且つ適正に取り付けることができる。また，このロータリテーブル装置は，リング部材の外周面で位置するスケール面を，テーブルの外周面よりも内側に配置して，スケールを誤って触ってしまうという問題を防止し，テーブル外周部にリング部材をインロー嵌合させるため，テーブルにリング部材を精度よく固定することでき，更に，テーブル挿入方向に沿ったテーパ面をリング部材の内周面に形成しているので，リング部材をテーブルの軸部に容易に挿入して取り付けることができる。また，場合によっては，リングスケールは，リング部材に直接形成することができ，簡素に構成することができる。また，このロータリテーブル装置は，電機子コイルを基板に配設した電機子組立体の両面に予め絶縁層を形成しているため，電機子組立体を組み込むだけでベッド及びテーブルとの間を絶縁でき，絶縁シートを別途用意する必要がなく，電機子組立体は，基板，電機子コイル及び絶縁層がワンピースに一体構造に構成されているため，電機子組立体をベッドに簡単に組み込むことができ，容易に且つ適正に組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明によるロータリテーブル装置を一部破断して示す斜視図である。

【図2】図１のロータリテーブル装置の一実施例を示す断面図である。

【図3】図２のロータリテーブル装置の一部を拡大して示す断面図である。

【図4】図１のロータリテーブル装置におけるリングスケールの固定状態を示す拡大断面図である。

【図5】図１のロータリテーブル装置における電機子組立体を構成する複数の電機子コイルをベッドの上面に配設した状態を示す平面図である。

【図6】図１のロータリテーブル装置における界磁マグネットを構成する複数のマグネットをテーブルの下面に配設した状態を示す平面図である。

【図7】図１のロータリテーブル装置におけるリングスケールを示す側面図である。

【図8】図１のロータリテーブル装置におけるリングスケールとセンサとの位置関係を示す平面図である。

【図9】図１のロータリテーブル装置におけるリングスケールの読み取り状態の概念を示す断面図である。

【図10】図１のロータリテーブル装置における電機子組立体を示す平面図である。

【図11】図１０の電機子組立体の線分Ａ－Ａにおける断面図である。

【図12】図９の電機子組立体から３個の電機子コイルを無くしてランドを内側配設した別の実施例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下，図面を参照して，この発明によるロータリテーブル装置の実施例を説明する。この発明によるロータリテーブル装置は，例えば，半導体関連装置，測定器，工作機械，産業用ロボット，搬送機等の機械装置に使用され，例えば，電機子組立体３をベッド１側に配設し，界磁マグネット４をテーブル２側に配設して構成したリニアモータを内蔵したものである。このロータリテーブル装置は，例えば，直交位置決め装置であるＸＹテーブル装置に搭載されて使用されて角度位置のアライメントを達成するものであり，ベッド１には，中央部に通孔１３，ベース，基台等に取り付けるための取付け用孔３３が四隅に設けられ，例えば，Ｘ軸方向とＹ軸方向とに駆動可能なテーブル２をベース１に固定できるように構成されている。また，テーブル２には，他部品，ワーク等の相手部材を取り付けるための取付け用孔２３が設けられている。テーブル２は，例えば，ニッケルメッキされた鋼製の磁性材の鉄により円盤状に形成されている。テーブル２の中心部には，貫通孔である通孔１２が形成されており，通孔１２には，配線や配管をテーブル２の上面４７へ通すことができ，また，通孔１２の分だけテーブル２を軽量化できるように構成されている。

【0016】

この発明によるロータリテーブル装置は，概して，図１～図６に示すように，予め決められた所定の場所に設置された固定側になるベッド１，ベッド１にクロスローラベアリング等の軸受５を介して回転可能に取り付けられた円盤状のターンテーブル等のテーブル２，及びテーブル２を相対回転駆動する永久磁石式モータであるリニアモータを有している。クロスローラベアリングは，隣接するローラの軸中心線を直交させて，ローラを配置した軸受５であり，ベッド１に固定ねじ２６によって固定された外輪１４，テーブル２に固定ねじ２５によって固定された内輪１５，及び外輪１４と内輪１５との間に交互に交差して配設された複数のローラ１６から構成されており，コンパクトでありながら，ラジアル荷重，アキシアル荷重，モーメントを同時に受けることができるため，装置のサイズを小さく構成でき，また，装置の断面高さの低い扁平な装置に構成することができる。

【0017】

リニアモータは，一次側でなる複数の電機子コイル６から成る電機子組立体３と，二次側でなる複数のマグネット９から成る界磁マグネット４とから構成されている。電機子コイル６は，扁平で環状に巻回された三相のコアレスコイルからなって巻線を台形状に巻回して構成され且つベッド１の上面に形成された環状凹部１９の円形平面に周方向に沿ってそれぞれ配設されている。電機子コイル６は，短辺になる上底をテーブル２の回転中心に向けてベッド１上に隙間なく配置されている。これにより，電機子コイル６の上底と下底を繋ぐ腕部が長くなり，面積が増加するため，テーブル２の推力を増加させることができる。各電機子コイル６は，図示していない絶縁性の樹脂でモールドされており，リング状のプリント基板即ちコイル基板である基板７に固定されている。また，マグネット４は，板状で台形状に形成され且つテーブル２の下面３２に形成された環状凹部１８の円形平面に磁極を交互に異にして周方向に沿ってそれぞれ配設されており，電機子コイル６に対向して配設されている。テーブル２は，界磁マグネット４の磁路を形成するマグネットヨークを兼ねたものになっている。テーブル２を回転駆動する永久磁石モータは，四極の三相モータであり，一次側の電機子組立体３を構成する電機子コイル６と二次側の界磁マグネット４を構成するマグネット９を有するリニアモータであり，テーブル２をダイレクトに回転駆動するダイレクトドライブ型モータである。

【0018】

この発明によるロータリテーブル装置は，特に，全周にわたってに延びる繋ぎ目のないリングスケール２０を備えたリング部材１７を介してテーブル２の軸部１０の外周面の全域にわたって配設したことを特徴としている。テーブル２は，ワーク，機器等の相手部材を取り付けるための上側に位置する載置部１１と，載置部１１より小径で下側に位置して一体構造に構成され且つ電機子コイル６がベッド１に対向する側に配設されている軸部１０とから構成されている。言い換えれば，テーブル２の軸部１０には，その外周面４１の全周にわたって延びるリング部材１７が配設されており，リング部材１７の外周面４２の全域にわたってリングスケール２０が設けられている。ベッド１には，リングスケール２０を読み取るためのセンサ２１（読み取りヘッド）が配設されている。図８と図９に示すように，リングスケール２０の外周面４４であるスケール面を読み取る光学式のセンサ２１は，ベッド１に固定された支持台３９を介して固定され，ベッド１に固定されたカバー２２で覆われている。スケール面とセンサ２１の間には，センサ２１がスケール面を読み取り可能な隙間３５が形成されている。なお，図８は，テーブル２とマグネット９が省略された図になっている。

【0019】

また，このロータリテーブル装置において，テーブル２の軸部１０の外周面４１は，載置部１１の外周面４３よりも内側に位置し，軸部１０の取り付けられたリングスケール２０の外周面４４が載置部１１の外周面４３よりも内側に位置している。また，リング部材１７は，テーブル２の軸部１０の外周面４２にインロー嵌合によって固定されている。また，テーブル２の軸部１０に嵌入されたリング部材１７の内周面４５は，テーブル２の軸部１０の外周面４１の挿入方向に沿ってテーパ面３０に形成されている。更に，電機子組立体３は，多数のマグネット９の配設方向に沿って形成されたリング状のコイル基板である基板７，及びマグネット９の配設方向に沿って基板７上に順次に配設された電機子コイル６から構成されている。電機子組立体３は，電機子コイル６側に設けられた第１絶縁層３６，及び基板７側に設けられる第２絶縁層３７を備えて，一体化されている。また，第１絶縁層３６は，電機子組立体３に接着される絶縁プレートであり，また，第２絶縁層３７は，基板７に接着した絶縁シート又は基板７に塗布された絶縁膜で構成されている。

【0020】

このロータリテーブル装置は，具体的には，次のように形成されている。即ち，電機子組立体３を構成する基板７は，例えば，ガラスエポキシ樹脂で形成され，複数の回路パターンが層状に形成された４層のプリント基板である基板７であり，図示していないスルーホールを介して各回路パターンは接続されると共に，電機子コイル６と接続されている。基板７の電機子コイル６が，固定される面には絶縁膜が，例えば，ダブルレジスト処理による２層の絶縁膜が形成され，基板７の反対の面には絶縁膜が，例えば，シングルレジスト処理による１層の絶縁膜が形成されている。ここで，レジスト処理は，例えば，紫外線硬化型や熱硬化型の樹脂をスクリーン印刷で基板７にパターン印刷して硬化させるソルダレジスト処理等の，周知のレジスト処理を用いることができる。なお，電機子組立体３は，ダブルレジスト処理に代えてシングルレジスト処理にすることができる。要は，基板７の両面に絶縁膜を形成し，基板７からの電気の漏れや基板７の耐ノイズ性を向上できるようになっている。このように構成される電機子コイル６を基板７全周に固定することにより，図５に示す電機子組立体３が構成されている。ここで，電機子組立体３は，三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）通電方式で各相の電流が供給される３個の電機子コイル６とこれに４個のマグネット９が対応する組が構成されている。そして，図示していない電力線を，基板７の外周側の舌片状のランド３１に接続して電機子コイル６に給電できるようになっている。ランド３１は，例えば，Ｕ，Ｖ，Ｗ相に対応する接続部を備え，これらの接続部に電力線をはんだ等で接続できるようになっている。このように構成される電機子組立体３は，電機子コイル６を下側（ベッド１側）に向け，樹脂製のカラー３４を介してベッド１にねじ止めすることにより，電機子コイル６をベッド１に配設できるようになっている。電機子コイル６とマグネット９の間を基板７に遮られて電機子コイル６で発生した熱がマグネット９に伝わり難い構造に構成されている。即ち，永久磁石式モータの推力は，マグネット９の磁束密度に比例する。ここで，磁束密度は，温度依存であり，マグネット９の温度が上がると，磁束密度が低下してモータの推力が低下する恐れがある。しかしながら，本実施例によれば，電機子コイル６とマグネット９の間を基板７で遮っているため，電機子コイル６の熱がマグネット９に伝わり難く，温度上昇による推力の低下を抑制することができる。更に，このロータリテーブル装置は，テーブル２の回転に伴う気流によりマグネット９が空冷されるため，温度上昇による推力の低下を一層抑制できる。その結果，本実施例では，マグネット９等を冷却する冷却装置を不要にできるため，装置をコンパクトにすることができる。また，ベッド１に円環状の凹部１９を形成し，凹部１９に電機子コイル６を収容するよう配設しているため，装置の断面高さを低く構成することができる。

【0021】

このロータリテーブル装置は，具体的には，図５に示すように，テーブル２の下側（裏面側）にはマグネット９が配設されている。この実施例では，各マグネット９は，所定曲率に沿って円周状に配設されている。各マグネット９は，テーブル２の下側（裏面側）に周状に形成された環状凹部１８に収容するように配設されているため，マグネット９を取り付けたテーブル２の断面高さを低く形成でき，コンパクトに構成できる。マグネット９は，例えば，希土類のネオジウム系の永久磁石であり，電機子コイル６に対応する台形の板状に形成されている。また，マグネット９は，例えば，テーブル２の環状凹部１８に嵌入して接着剤で固定することができる。なお，磁力によりマグネット９を磁性材でなるテーブル２に強固に固定できる場合は，接着材を用いることなく，磁力のみで固定できる。また，マグネット９は，電機子コイル６に対向するように，テーブル２の全周に配設されている。マグネット９は，周方向に密接して配設されると共に，磁極が交互に配設されるよう，即ち，隣接するマグネット９が互いにＮ極とＳ極になるように配設されている。このロータリテーブル装置は，この実施例では，例えば，電機子コイル６を３個とマグネット９を４個で１組に成るように構成でき，これらの組が６組設けられている。言い換えれば，電機子コイル６が３×ｎ個，マグネット９が４×ｎ個になる関係になっている。具体的には，電機子コイル６は，ベッド１に３個×６で１８個配設されており，また，マグネット９は，テーブル２に４個×６で２４個配設されている。そして，電機子コイル６が３コイルに対して，マグネット９が４極に対応して構成されている。

【0022】

このロータリテーブル装置について，テーブル２の軸部１０の外周面４１に配設されるリングスケール２０について説明する。テーブル２の軸部１０の外周面４１には，リングスケール２０が設けられたリング部材１７が固定されている。リングスケール２０は，光学式のスケールであり，図７に示すように，リング部材１７の外周面４２に全周にわたってスケールが形成されている。この実施例では，具体的には，図４に示すように，リング部材１７は，その内周面４５がテーブル２の軸部１０に挿入されてインロー嵌合させると共に，固定ねじ２４がテーブル２の載置部１１に形成された取付け用ねじ孔２９に螺入されてテーブル２に固定されている。リング部材１７の内周面には，テーブル２の挿入方向に沿ったテーパ面３０が形成され，リング部材１７をテーブル２の軸部１０に挿入し易く構成されている。この際，リング部材１７は，リングスケール２０の外周面４４であるスケール面がテーブル２の載置部１１の外周面４３よりも内側になるように，テーブル２の載置部１１の下面と軸部１０の外周面４１とで形成された一種のアンダカットの収容スペース２７に配設されている。言い換えると，リング部材１７を挿入できるテーブル２の軸部１０の外周面４１には，テーブル２の載置部１１の外周面４３より内側に凹む軸部１０が形成され，該軸部１０にリング部材１７に挿入し，そのリング部材１７を固定ねじ２４で固定して，テーブル２にリング部材１７を固定できるように構成されている。これらのリングスケール２０とセンサ２１とにより，テーブル２のベッド１に対する位置を検出可能な光学式のエンコーダが構成されている。なお，センサ部には，図示していない電力線や信号線が接続されるように構成されている。このように，このロータリテーブル装置では，繋ぎ目のないリングスケール２０を用いるため，テーブル２全周に容易にスケールを設けることができる。また，テーブル２の周長が長いリング部材１７の外周面４２にリングスケール２０を形成したため，リングスケール２０を細かく刻むことができ，高精度に位置を検出することを可能にしている。更に，テーブル２の軸部１０である外周部にリング部材１７をインロー嵌合しているため，テーブル２にリング部材１７，従ってリングスケール２０を精度よく取り付けることができ，テーブル２の回転中心とリングスケール２０の中心を容易に心合わせすることができる。また，この実施例は，リングスケール２０のスケール面を，テーブル２の載置部１１の外周面４３よりも内側に配置したため，スケール面を誤って触ってしまうことが抑制される。その結果，スケール面が汚れてセンサ２１が読み取れなくなるという問題を回避できる。なお，この実施例では，リングスケール２０の位置を調整するため，テーブル２とリングスケール２０の間にスペーサ２８を配置したが，テーブル２やリングスケール２０自体の寸法を調整して，スペーサ２８を無くすこともできる。

【0023】

次に，このロータリテーブル装置における電機子組立体３の絶縁構造について説明する。図１０に示すように，電機子組立体３の電機子コイル６側の面には，第１絶縁層となる絶縁プレート３６が設けられている。絶縁プレート３６は，例えば，絶縁材であるガラスエポキシ樹脂で厚さ０．２ｍｍの板状に形成したプレートである。絶縁プレート３６は，電機子組立体３に，例えば，接着剤により固定されている。また，図１１に示すように，電機子組立体３の基板７側の面には，第２絶縁層となる絶縁シート３７が設けられている。絶縁シート３７は，例えば，絶縁材であるガラスエポキシ樹脂で厚さ０．２ｍｍの薄板状に形成されたシートである。絶縁シート３７は，電機子組立体３に，例えば，接着剤により固定されている。絶縁プレート３６及び絶縁シート３７により，電機子組立体３からの漏れた電流が外部に伝わるのを防止でき，また，外部からのノイズが内部の回路等に侵入するのを防止できるように構成されている。このように，電機子組立体３に予め絶縁プレート３６及び絶縁シート３７を接着したため，電機子組立体３を，ベッド１に組み込むだけで絶縁することができる。即ち，従来のロータリテーブル装置では，別体の絶縁シートを組立時に電機子組立体とベッド及びテーブルの間に挟み込む構造であったので，組み立てが複雑であったが，この発明によるロータリテーブル装置の実施例によれば，本作業を省略でき，容易に組み立てることができ，製造コストを低減できる。更に，電機子組立体３に絶縁プレート３６や絶縁シート３７を直接固定しているため，絶縁性を向上させることができ，充分な絶縁耐圧を確保することができる。また，電機子コイル６を覆うように，絶縁プレート３６や絶縁シート３７を固定しているため，絶縁層で電機子コイル６を保護することができる。また，この実施例では，電機子コイル６及びマグネット９を平置きに配設しているため，薄型のロータリテーブル装置を実現することができる。更に，テーブル２を薄型に構成できるため，回転半径が大きいテーブル２の外周側の質量を小さく構成でき，慣性モーメントを小さくすることができる。また，テーブル２の中心部に通孔１２を空けてテーブル全体を軽くしているため，慣性モーメントを一層小さくできる。なお，この実施例は，プリント基板即ち基板７の全周に電機子コイル６を配設しているが，図１２に示すように，例えば，電機子コイル６を１組（３個）を減らした電機子組立体３’に構成することができる。これによれば，電機子コイル６を減らした位置にランド３１を形成できるため，基板７の径方向の大きさを小さくできる。他方，この実施例のように，電機子コイル６を基板７の全周に配置すると，装置のトルクを大きくすることができる。また，基板７側の第２絶縁層である絶縁シート３７は，その接着に限定されず，例えば，周知の絶縁材をシルク印刷により基板７に塗布して絶縁膜を形成することもできる。これによれば，部品番号等をプリント基板である基板７に記載するシルク印刷装置を利用して，基板７に絶縁膜を形成できるため，絶縁膜を形成する装置を別途用意する必要がない。更に，レジスト処理による絶縁膜で充分な絶縁耐性を確保できれば，絶縁シート３７を無くすことができる。また，この実施例は，電機子コイル６及びマグネット９を台形に形成したが，矩形等の他の形に形成することもでき，更に，電機子コイル６とマグネット９を異なる形にすることができる。なお，この実施例のロータリテーブル装置は，例えば，テーブル２の外径２００ｍｍ，装置全体の高さ３０ｍｍに構成することができ，断面高さの低い扁平の装置とすることができる。また，リングスケール２０を用いた本装置の分解能は，例えば，０．２１秒であり，繰り返し位置決め精度は，例えば，±０．５秒であり，高精度な位置決めを実現できる。更に，リングスケール２０のねじ固定の位置を等間隔にすることにより，ねじ締結時の外周面４４即ちスケール面の変形を小さくできる。

【産業上の利用可能性】

【0024】

このロータリテーブル装置は，例えば，半導体製造装置，各種組立装置，測定装置，試験装置，位置決めテーブルなどに用いることができ，特に，高精度な位置決めが求められる測定装置や試験装置等に好適である。

【符号の説明】

【0025】

１ ベッド
２ テーブル
３，３’ 電機子組立体
４ 界磁マグネット
５ 軸受
６ 電機子コイル
７ 基板
９ マグネット
１０ 軸部
１１ 載置部
１７ リング部材
１８，１９ 環状凹部
２０ リングスケール
２１ センサ
３０ テーパ面
３２ 下面
３６ 絶縁プレート（第１絶縁層）
３７ 絶縁シート（第２絶縁層）
４１，４２，４３，４４ 外周面
４５ 内周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の場所に設置されるベッド，前記ベッドに軸受を介して回転可能に取り付けられた円盤状のテーブル，及び前記テーブルを回転駆動するモータを有し，
前記モータの一次側でなる電機子組立体を構成する複数の電機子コイルは，前記ベッド上の第１の環状凹部に周方向に沿ってそれぞれ配設されており，
前記モータの二次側でなる界磁マグネットを構成する複数のマグネットは，板状に形成され且つ前記テーブルの下面の環状凹部に磁極を交互に異にして周方向に沿って前記電機子コイルに対向してそれぞれ配設されていることから成るロータリテーブル装置において，
前記テーブルは，前記下面に前記界磁マグネットが配設され且つ前記ベッドに対向する側に位置する軸部と，該軸部に一体構造であって相手部材を取り付けるための載置部とから構成され，
前記テーブルの前記軸部には全周にわたって延びるリング部材が配設され，前記リング部材の外周面の全域にわたってリングスケールが設けられ，前記ベッドには前記リングスケールを読み取るためのセンサが配設され、
前記テーブルの前記軸部の外周面は前記載置部の外周面よりも内側に位置し，
前記リング部材の外周面に設けられた前記リングスケールの外周面は、前記載置部の外周面よりも内側に位置し，
前記センサは、その一部が前記載置部の下面と前記軸部の外周面とで形成された収容スペースに位置するように配置され，
前記リングスケールの外周面と前記センサの間に前記センサが前記リングスケールを読み取り可能であるように形成された隙間は，前記収容スペース内に位置していることを特徴とするロータリテーブル装置。

【請求項2】

前記ベッドは前記軸受の外輪に固定されており，前記テーブルは前記軸受の内輪に固定されており，
前記ベッド上には、前記電機子コイルが配設される前記第１の環状凹部よりも内周側に、前記外輪の外周面に沿う面を有する第２の環状凹部が形成され、前記外輪は前記第２の環状凹部にその一部が収容されるよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリテーブル装置。

【請求項3】

前記リング部材は，前記テーブルの前記軸部の外周面にインロー嵌合によって固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリテーブル装置。

【請求項4】

前記テーブルの前記軸部に嵌入された前記リング部材の内周面は，前記テーブルの前記軸部の前記外周面の挿入方向に沿ってテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のロータリテーブル装置。

【請求項5】

前記電機子組立体は，
多数の前記マグネットの配設方向に沿って形成されたリング状の基板，及び前記マグネットの配設方向に沿って前記基板上に順次に配設された前記電機子コイルから構成され，
前記電機子組立体は，前記電機子コイル側に設けられ、前記電機子組立体に接着される絶縁プレートである第１絶縁層と、前記基板側に形成され、前記基板に接着した絶縁シート又は前記基板に塗布された絶縁膜である第２絶縁層とを備え，
前記基板，前記電機子コイル，前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は一体化されており、前記ベッド上の前記環状凹部に収容されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のロータリテーブル装置。