特許 7190298 位置決め装置および露光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-07

(45)【発行日】2022-12-15

(54)【発明の名称】位置決め装置および露光装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/00 20210101AFI20221208BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20221208BHJP

【ＦＩ】

G02B7/00 B

G03F7/20 521

G02B7/00 C

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2018174192

(22)【出願日】2018-09-18

(65)【公開番号】P2020046514

(43)【公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-09-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 淳生

(72)【発明者】

【氏名】柴田 雄吾

(72)【発明者】

【氏名】布施 直人

【審査官】瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２２０５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０１６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６４２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３４６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－００９２６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／００

Ｇ０２Ｂ ７／１８ － ７／２４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／４６

Ｇ１２Ｂ １／００ － １７／０８

Ｆ１６Ｃ ２９／００ － ３１／０６

Ｇ０３Ｆ ７／２０ － ７／２４

Ｇ０３Ｆ ９／００ － ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に平行な第１面を有する第１部材と、
前記第１方向に交差する第２方向に互いに離隔しかつ前記第１方向に平行に配置されるように前記第１部材に固定された第１レールおよび第２レールと、
前記第１レールによって支持され前記第１レールに沿って移動可能な第１ブロックおよび第２ブロックと、
前記第２レールによって支持され前記第２レールに沿って移動可能な第３ブロックと、
前記第１面に対面する第２面を有し、前記第１ブロック、前記第２ブロックおよび前記第３ブロックに固定された第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とが相互に固定されて１つの剛性部材を構成するように前記第１部材および前記第２部材を相互に締結する締結部と、を備え、
前記第１部材および前記第２部材は、剛性部材である、
ことを特徴とする位置決め装置。

【請求項2】

前記締結部は、第１締結具、第２締結具および第３締結具を含み、
前記第１方向における前記第１締結具の位置は、前記第１方向における前記第１ブロックの２つの端面の間にあり、前記第１方向における前記第２締結具の位置は、前記第１方向における前記第２ブロックの２つの端面の間にあり、前記第１方向における前記第３締結具の位置は、前記第１方向における前記第３ブロックの２つの端面の間にある、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置決め装置。

【請求項3】

前記第１部材は、前記第１面を含む２つの第１面を有し、前記２つの第１面は、互いに対向する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め装置。

【請求項4】

前記第１部材は、底面部と、前記底面部の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部とを含み、
前記２つの第１面は、前記２つの側面部にそれぞれ設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。

【請求項5】

前記第１部材は、前記底面部と前記２つの側面部とが相互に締結されて構成される、
ことを特徴とする請求項４に記載の位置決め装置。

【請求項6】

前記第２部材と前記２つの側面部とがクランプ構造体によって相互に締結される、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の位置決め装置。

【請求項7】

第１方向に平行な第１面を有する第１部材と、
前記第１方向に交差する第２方向に互いに離隔しかつ前記第１方向に平行に配置されるように前記第１部材に固定された第１レールおよび第２レールと、
前記第１レールによって支持され前記第１レールに沿って移動可能な第１ブロックおよび第２ブロックと、
前記第２レールによって支持され前記第２レールに沿って移動可能な第３ブロックと、
前記第１面に対面する第２面を有し、前記第１ブロック、前記第２ブロックおよび前記第３ブロックに固定された第２部材と、
前記第１面と前記第２面とが接触するように前記第１部材および前記第２部材を相互に締結する締結部と、を備え、
前記第１部材および前記第２部材は、剛性部材であり、
前記第１部材は、前記第１面を含む２つの第１面と、底面部と、前記底面部の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部とを含み、
前記２つの第１面は、前記２つの側面部のそれぞれに互いに対向して設けられ、
前記第２部材と前記２つの側面部とがクランプ構造体によって相互に締結される、
ことを特徴とする位置決め装置。

【請求項8】

前記第２部材は、上面部と、前記上面部の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部とを含み、
前記２つの第１面は、前記２つの側面部にそれぞれ設けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の位置決め装置。

【請求項9】

前記上面部と前記２つの側面部とがボルトによって相互に締結される、
ことを特徴とする請求項８に記載の位置決め装置。

【請求項10】

第１方向に平行な第１面を有する第１部材と、
前記第１方向に交差する第２方向に互いに離隔しかつ前記第１方向に平行に配置されるように前記第１部材に固定された第１レールおよび第２レールと、
前記第１レールによって支持され前記第１レールに沿って移動可能な第１ブロックおよび第２ブロックと、
前記第２レールによって支持され前記第２レールに沿って移動可能な第３ブロックと、
前記第１面に対面する第２面を有し、前記第１ブロック、前記第２ブロックおよび前記第３ブロックに固定された第２部材と、
前記第１面と前記第２面とが接触するように前記第１部材および前記第２部材を相互に締結する締結部と、を備え、
前記第１部材および前記第２部材は、剛性部材であり、
前記第１部材は、前記第１面を含む２つの第１面を有し、前記２つの第１面は、互いに対向し、
前記第２部材は、上面部と、前記上面部の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部とを含み、
前記２つの第１面は、前記２つの側面部にそれぞれ設けられ、
前記上面部と前記２つの側面部とがボルトによって相互に締結される、
ことを特徴とする位置決め装置。

【請求項11】

前記第２レールによって支持され前記第２レールに沿って移動可能な第４ブロックを更に備え、
前記第２部材は、前記第１ブロック、前記第２ブロック、前記第３ブロックおよび前記第４ブロックに固定される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の位置決め装置。

【請求項12】

前記第１ブロック、前記第２ブロック、前記第３ブロックおよび前記第４ブロックは、前記第１ブロックの重心、前記第２ブロックの重心、前記第３ブロックの重心および前記第４ブロックの重心を頂点とする長方形を構成するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載の位置決め装置。

【請求項13】

前記締結部は、第４締結具を更に含み、
前記第１方向における前記第４締結具の位置は、前記第１方向における前記第４ブロックの２つの端面の間にある、
ことを特徴とする請求項１２に記載の位置決め装置。

【請求項14】

前記第１ブロック、前記第２ブロックおよび前記第３ブロックは、前記第１ブロックの重心、前記第２ブロックの重心および前記第３ブロックの重心を頂点とし、前記第１ブロックの重心と前記第２ブロックの重心とを結ぶ線分を底辺とする二等辺三角形を構成するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の位置決め装置。

【請求項15】

前記第１レールは、前記第１ブロックを支持する第１レール部分と前記第２ブロックを支持する第２レール部分とに分離されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載の位置決め装置。

【請求項16】

前記第１方向に垂直な断面において、前記締結部によって締結された前記第１部材および前記第２部材で構成される構造体が中空の四角柱形状を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の位置決め装置。

【請求項17】

前記第２部材に固定された光学素子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の位置決め装置。

【請求項18】

請求項１７に記載の位置決め装置を備えることを特徴とする露光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置決め装置および露光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイまたは半導体デバイス等のような微細加工が要求される物品の製造に使用される露光装置では、高い解像力を得るために、光学素子の位置を精密に調整する必要がある。また、光学素子の位置の調整後においては、光学素子を通して形成される像のコントラストが光学素子の振動によって低下しないように、光学素子が高い剛性で支持される必要がある。このような用途において直動ステージのような位置決め装置が使用されうる。

【0003】

本願との関連性は低いが、特許文献１には、光モジュールを支持構造体に連結する連結装置が開示されている。この連結装置は、光モジュールの支持区分を支持構造体に連結するための複数の連結ユニットを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２２５６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光学素子等の物体の位置および姿勢を精密に調整することが要求される装置に搭載される位置決め装置では、物体を位置決めし固定する度に物体の位置および姿勢が変化しないこと、即ち物体の固定作業における再現性が要求される。また、このような位置決め装置には、固定後に高い剛性を有することが要求される。

【0006】

本発明は、固定作業における高い再現性と高い剛性を提供するために有利な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の１つの側面は、位置決め装置に係り、前記位置決め装置は、第１方向に平行な第１面を有する第１部材と、前記第１方向に交差する第２方向に互いに離隔しかつ前記第１方向に平行に配置されるように前記第１部材に固定された第１レールおよび第２レールと、
前記第１レールによって支持され前記第１レールに沿って移動可能な第１ブロックおよび第２ブロックと、前記第２レールによって支持され前記第２レールに沿って移動可能な第３ブロックと、前記第１面に対面する第２面を有し、前記第１ブロック、前記第２ブロックおよび前記第３ブロックに固定された第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とが相互に固定されて１つの剛性部材を構成するように前記第１部材および前記第２部材を相互に締結する締結部と、を備え、前記第１部材および前記第２部材は、剛性部材である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、固定作業における高い再現性と高い剛性を提供するために有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態の位置決め装置の構成を示す斜視図。

【図2】本発明の第１実施形態の位置決め装置の構成を示す平面図。

【図3】本発明の第２実施形態の位置決め装置の構成を示す斜視図。

【図4】本発明の第３実施形態の位置決め装置の構成を示す斜視図。

【図5】本発明の第４実施形態の位置決め装置の構成を示す斜視図。

【図6】本発明の第５実施形態を位置決め装置の構成を示す斜視図（ａ）および断面図（ｂ）。

【図7】本発明の第６実施形態の位置決め装置の構成を示す平面図。

【図8】本発明の幾つかの実施形態における締結部の配置を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

【0011】

図１および図２には、本発明の第１実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。位置決め装置１００は、第１部材１と、第１レール２１と、第２レール２２と、第１ブロック３１と、第２ブロック３２と、第３ブロック３３と、第４ブロック３４と、第２部材４と、締結部５とを備えうる。第１部材１は、Ｘ方向（第１方向）に平行な第１面Ｓ１を有しうる。第１部材１は、例えば、互いに対向する２つの第１面Ｓ１を有しうる。第１部材１は、底面部ＢＰと、底面部ＢＰの２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部ＳＰとを含みうる。底面部ＢＰおよび２つの側面部ＳＰは、それぞれ板形状を有しうる。２つの第１面Ｓ１は、２つの側面部ＳＰにそれぞれ設けられうる。換言すると、１つの第１側面部ＳＰに１つの第１面Ｓ１が設けられうる。第１レールＬ１および第２レールＬ２は、Ｘ方向に直交するＹ方向（第２方向）に互いに離隔しかつＸ方向に平行に配置されるように第１部材１に固定されうる。ここで、第１レールＬ１および第２レールＬ２が相互に離隔する方向は、Ｘ方向に直交するＹ方向である必要は必ずしもなく、包括的には、Ｘ方向に交差する方向であればよい。第１レールＬ１および第２レールＬ２は、底面部ＢＰの上面の上に配置されうる。底面部ＢＰの上面は、平坦面でありうる。

【0012】

第１ブロック３１および第２ブロック３２は、ガイドとして機能する第１レール２１によって支持され、第１レール２１に沿ってＸ方向に移動可能である。第３ブロック３３および第４ブロック３４は、ガイドとして機能する第２レール２２によって支持され、第２レール２２に沿ってＸ方向に移動可能である。第１ブロック３１、第２ブロック３２、第３ブロック３３および第４ブロック３４は、第１ブロック３１の重心、第２ブロック３２の重心、第３ブロック３３の重心および第４ブロック３４の重心を頂点とする四角形、好ましくは長方形を構成するように配置されうる。後述の第６実施形態として例示されるように、第４ブロック３４は取り除かれてもよい。この場合、第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３は、第１ブロック３１の重心、前記第２ブロック３２の重心および第３ブロック３３の重心を頂点とする三角形を構成するように配置される。

【0013】

第２部材４は、第１面Ｓ１に対面する第２面Ｓ２を有し、第１ブロック３１、第２ブロック３２、第３ブロック３３および第４ブロック３４に固定される。第１部材１が２つの第１面Ｓ１を有する場合、それに対応するように、第２部材４は、２つの第２面Ｓ１を有する。第２部材４は、第２部材４が第１ブロック３１、第２ブロック３２、第３ブロック３３および第４ブロック３４に固定された状態かつ第１部材１に固定されない状態で、Ｘ方向に移動可能である。

【0014】

締結部５は、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが接触するように第１部材１および第２部材４を相互に締結する。締結部５は、第１ブロック３１、第２ブロック３２、第３ブロック３３および第４ブロック３４にそれぞれ対応する第１締結具５１、第２締結具５２、第３締結具５３および第４締結具５４を含みうる。第１締結具５１、第２締結具５２、第３締結具５３および第４締結具５４の各々は、例えば、雄ネジを有するボルトであり、第１部材１に設けられた長丸穴５５を介して、第２部材４に設けられた雌ネジ５６にネジ締結されうる。長丸穴５５の長手方向は、第２部材４が移動可能なＸ方向と一致していて、長丸穴５５の長手方向の長さと締結具５１、５２、５３、５４の直径との差異がＸ方向における第２部材４のストローク（可動範囲）を決定しうる。第２部材４の位置の調整および姿勢は、締結具５１、５２、５３、５４を緩めた状態でなされる。第１部材１に対する第２部材４の固定（ロック）は、締結具５１、５２、５３、５４を締め付けること、即ち、締結具５１、５２、５３、５４を第１部材１の長丸穴５５を介して第２部材４の雌ネジ５６にネジ締結することによってなされうる。

【0015】

図２に例示されるように、Ｘ方向における第１締結具５１の位置は、Ｘ方向における第１ブロック３１の２つの端面の間（矢印ＡＲで示される範囲内）にあることが好ましい。同様に、Ｘ方向における第２締結具５２の位置は、それぞれ、Ｘ方向における第２ブロック３２の２つの端面の間（矢印ＡＲで示される範囲内）にあることが好ましい。同様に、Ｘ方向における第３締結具５３の位置は、Ｘ方向における第３ブロック３３の２つの端面の間（矢印ＡＲで示される範囲内）にあることが好ましい。同様に、Ｘ方向における第４締結具５４の位置は、Ｘ方向における第４ブロック３４の２つの端面の間（矢印ＡＲで示される範囲内）にあることが好ましい。また、第１締結具５１、第２締結具５２、第３締結具５３および第４締結具５４は、同一平面（ＸＹ平面に平行な面）内に配置されることが好ましい。以上の構成は、第１部材１に対して第２部材４を固定（ロック）する操作による第１部材１に対する第２部材４の相対的な位置および姿勢の変化を一定にすること、即ち第１部材１に対する第２部材４の固定作業における再現性を向上させるために有利である。

【0016】

第１部材１に対する第２部材４の固定の前は、第２部材４は、第１～第４ブロック３１～３４に固定されているのみであり、また、一般に、レール２１とブロック３１、３２、レール２２とブロック３３、３４との結合部は、回転に対する剛性が低い。したがって、締結部５の締結による第１部材１に対する第２部材４の固定のための操作において、締結部５に加えられるモーメントよって、第２部材４がＹ軸に平行な軸の周りで回転しうる。上記のようなブロック３１～３４および締結具５１～５４の配置は、第２部材４の固定時における上記のような第２部材４の回転を抑え、第１部材１に対する第２部材４の固定作業における再現性を向上させるために有利である。第１部材１に対して第２部材４を固定する作業における再現性を向上させるためには、締結具５１～５４の締め付け順を決めておき、毎回同じ締め付け順で締結具５１～５４の締め付けを行うことが好ましい。また、締結具５１～５４の締め付けトルクを一定値にすることが好ましい。

【0017】

第２部材４が第１部材１に対して移動可能な状態においては、第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間に僅かな間隙がある。換言すると、第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間に僅かな間隙がある状態において、第２部材４が第１部材１に対して移動可能である。締結部５によって第１部材１と第２部材４とが相互に締結あるいは固定された状態では、第１部材１が僅かに変形し、第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２とが接触している。第１部材１および第２部材４は、高い剛性を有する剛性部材であり、締結部５によって相互に締結あるいは固定された第１部材１および第２部材４で構成される構造体は、１つの剛性部材であるとみなすことができる。剛性部材という用語は、弾性部材および可撓性部材のような容易に変形する部材（例えば、板バネ）とは区別される用語である。Ｘ方向に垂直な断面において、締結部５によって締結された第１部材１および第２部材４で構成される構造体は、中空の四角柱形状を有しうる。このような構造体は、高い剛性を有しうる。

【0018】

第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間隙は、第１部材１（の側面部ＳＰ）の変形量より小さくする必要がある。これは、該間隙の管理は、第１部材１および第２部材４の公差を適切に設定することでなされうる。以下に１つの設計例を挙げる。締結部５の締結具５１～５４がネジサイズＭ５のボルトでありうる。この場合、典型的な軸力は、３０００Ｎ程度である。第１部材１の材質は、ステンレスでありうる。第１部材１は、第１面Ｓ１を有する側面部ＳＰの厚さが５ｍｍ、底面部ＢＰの上面から締結具５１～５４までの距離が５０ｍｍ、第１部材１のＸ方向の長さが３００ｍｍでありうる。この例では、第１部材１の変形量は、６．２μｍ程度である。第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間隙は、例えば６μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以下である。第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間隙が小さすぎると、第２部材４を移動させる際に第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが接触し、第２部材４を移動させるために要する力が過剰に大きくなりうる。したがって、該間隙は、少なくとも１μｍであることが好ましい。この構成における実験において、固定作業における回転角度に関する再現性は、±０．７μｒａｄであった。一方、本実施形態に従わない構成では、固定作業における回転角度に関する再現性は、±３０μｒａｄであった。

【0019】

位置決め装置１００は、更に光学素子等の物体を備えうる。該物体は、第２部材４に固定され、第１部材１に対する第２部材４の位置決めによって位置決めされうる。光学素子は、例えば、ミラーまたはレンズでありうる。光学素子を備える位置決め装置は、例えば、露光装置の一部を構成しうる。

【0020】

第１部材１に対する第２部材４（および第２部材４に固定される光学素子等の物体）の位置決めは、調整機構によって第１部材１に対して第２部材４を相対的に移動させることによってなされうる。該調整機構は、例えば、押しネジとバネとを含む手動の調整機構であってもよく、この場合、押しネジの回転によって第１部材１に対する第２部材４の位置を調整することができる。手動の調整機構は、位置決め装置１００の構造の単純化、低コスト化に寄与しうる。また、手動の調整機構は、アクチュエータ等の発熱源がない点で、発熱による光学素子等の物体の変形を抑えるために有効である。

【0021】

一方、第１部材１に対する第２部材４の位置決めのための調整機構は、アクチュエータを含む電動の調整機構であってもよい。アクチュエータは、例えば、ステッピングモーターまたはリニアモーター等でありうる。ステッピングモーターは、汎用アクチュエータであるために比較的安価であり、また、駆動パルス数で位置を制御できるため、精密な駆動が容易であるという点で優れている。リニアモーターは、直線駆動アクチュエータであるため、ステッピングモーターの様な回転駆動アクチュエータを用いる場合に必要となる回転運動を直進運動に変換するボールネジなどの機構が不要となる。そのため、構造が簡素になるという点で優れている。アクチュエータの発熱によって、第２部材４に取り付けられる光学素子、更には周囲の光学素子を変形させないように、冷却機構を設けるか、駆動を短時間で完了させ、駆動後は電源を切るなどの運用が望ましい。

【0022】

第１部材１に対する第２部材４の相対的な位置を検出するためにセンサーが設けられうる。このようなセンサーとしては、例えば、接触式の電気マイクロメータ、非接触式の光学センサー、リニアエンコーダー等が採用されうる。接触式のセンサーは設置時の調整作業が簡単である点で優れており、非接触式のセンサーはヒステリシスがない点で優れており、リニアエンコーダーはストロークを長くしやすいという点で優れている。

【0023】

締結具５１～５４としてのボルトと第１部材１との間には、ワッシャが配置されうる。ここで、ボルトの座面より大きい直径を有するワッシャが用いられてもよいし、該座面より小さい直径を有するワッシャが用いられてもよく、両者では、互いに異なる効果が期待される。ボルトの座面より大きい直径を有するワッシャを用いる場合、第１部材１に加わる圧縮応力を緩和することができるので、より大きな力で第１部材１と第２部材４とを相互に締結することができる。一方、ボルトの座面より小さい直径を有するワッシャを用いる場合、ボルトを締めつける際に第１部材１に加わるモーメントを小さくできるので、固定作業における再現性を向上させることができる。

【0024】

第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２との間隙を管理するために、第１部材１と第２部材Ｓ２の公差が管理されうる。あるいは、第１部材１および第２部材４を準備した後に第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２の一方または双方を加工してもよい。例えば、第１部材１と第２部材４の一方の仕上がり寸法を計測し、この計測の結果に基づいて他方を加工してもよい。この場合、一方の加工に要求される精度を緩和することができる。第１部材１および第２部材４の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄またはセラミックなどの、高いヤング率を有する材料が適している。

【0025】

また、第１部材１および第２部材４の材料がアルミニウムである場合、第１部材１および第２部材４の厚さは１．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが望ましい。また、第１部材１および第２部材４の材料がステンレスまたは鉄である場合、第１部材１および第２部材４の厚さは１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であることが望ましい。また、第１部材１および第２部材４の材料がセラミックである場合、第１部材１および第２部材４の厚さは０．６ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが望ましい。このような厚さの限定を満たす第１部材１および第２部材４は、十分に高い剛性を有し、剛性部材として理解することができる。

【0026】

レール２１、２２およびブロック３１、３２、３３、３４を構成する機構としては、リニヤガイド（登録商標）などの、転動体を介して可動体を案内する直動案内機構が好適である。そのような直動案内機構は、摩擦係数が小さいため、調整のしやすさの点で優れている。さらに、転動体とレール、および、転動体とブロックとの間に隙間がない構成を有する直動案内機構は、第２部材４の移動あるいは駆動時のガタが小さいので、調整のしやすさの点で優れている。

【0027】

図３には、本発明の第２実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、第１部材１は、底面部７と、底面部７の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部６とを含み、２つの側面部６のそれぞれが第１面Ｓ１を有する。第１部材１は、底面部７と２つの側面部６とが締結具３００によって相互に締結されて構成される。締結具３００による締結を解除することによって、底面部７および２つの側面部６は、３つの部材に分離される。第２実施形態では、第２部材４の寸法に合わせて２つの側面部６を底面部７に取り付ければよいので、第２部材４、ならびに、２つの側面部６および底面部７に要求される加工精度を緩和することができる。

【0028】

図８に例示されるように、２つの側面部６を底面部７に締結するための締結具３００（ボルト）は、締結部５から等距離の位置に配置されることが、固定作業における再現性を向上させる観点で好ましい。

【0029】

図４には、本発明の第３実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、第２部材４は、上面部９１と、上面部９１の２つの端部からそれぞれから延びる２つの側面部９２とを含み、２つの側面部９２のそれぞれが第２面Ｓ２を有する。２つ第２面Ｓ２は、１つの平面内に位置するように構成されうる。また、第１部材１は、例えば、第１面Ｓ１を有する平板部材で構成されうる。第１部材１と第２部材４とは、締結部５によって相互に締結されうる。

【0030】

締結部５によって第１部材１と第２部材４とが相互に締結されていない状態で、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間には僅かな間隙があり、第２部材４は、Ｘ方向に移動可能である。第２部材４が位置決めされた後、締結部５によって第１部材１と第２部材４とが相互に締結あるいは固定される。締結部５によって第１部材１と第２部材４とが相互に締結あるいは固定された状態では、第１部材１が僅かに変形し、第１部材１の第１面Ｓ１と第２部材４の第２面Ｓ２とが接触している。第１部材１および第２部材４は、高い剛性を有する剛性部材であり、締結部５によって相互に締結あるいは固定された第１部材１と第２部材４で構成される構造体は、１つの剛性部材であるとみなすことができる。

【0031】

第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に、締結部５による第１部材１および第２部材４の変形（第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間隙に影響を与える変形）よりも小さい間隙が形成されるように、第２部材４、レール２１、２２、ブロック３１～３４の寸法が管理されうる。あるいは、レール２１、２２とブロック３１～３４の実際の寸法を計測し、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に適切な間隙が形成されるように第２部材４が加工されてもよい。第３実施形態は、固定作業に関して第１部材１の下方から締結部５にアクセスするための選択肢を提供する。

【0032】

図５には、本発明の第４実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。第４実施形態は、第３実施形態の変形例を提供し、第４実施形態として言及しない事項は、第３実施形態、あるいは、第３実施形態を介して第１又は第２実施形態に従いうる。第４実施形態では、第２部材４は、上面部９１と、上面部９１の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部９２とを含み、２つの側面部９２のそれぞれが第２面Ｓ２を有する。２つ第２面Ｓ２は、１つの平面内に位置するように構成されうる。第２部材４は、上面部９１と２つの側面部９２とが締結具５００によって相互に締結されて構成されうる。締結具５００による締結を解除することによって、上面部１２および２つの側面部１１は、３つの部材に分離される。第４実施形態では、レール２１、２２、ブロック３１～３４、側面部１１に対して要求される加工精度を緩和することができる。

【0033】

図６には、本発明の第５実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。第５実施形態として言及しない事項は、第１乃至第４実施形態のいずれか又は組み合わせに従いうる。第５実施形態では、第２部材４と第１部材１の２つの側面部ＳＰとが締結部５によって締結される点で第１実施形態と共通している。一方、第１実施形態の具体例では、締結部５を構成する締結具５１～５４がボルトであるのに対して、第５実施形態の具体例では、締結部５がクランプ構造体１５である点で両者は相違している。

【0034】

第１部材１は、底面部ＢＰと、底面部ＢＰの２つの端部からそれぞれ延びる２つの側面部ＳＰとを含みうる。各側面部ＳＰは、第１面Ｓ１を有する。第２部材４は、上面部１２と、上面部１２の２つの端部からそれぞれ延びる２つの側壁部１４とを有しうる。各側壁部１４は、第２面Ｓ２を有する。クランプ構造体１５は、側面部ＳＰと側壁部１４とを相互に押し付けるように、換言すると、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とが接触するように、第１部材１および第２部材４をクランプしうる。第１実施形態の具体例では、長丸穴５５の寸法によって第２部材４のストローク（可動範囲）が制限されるが、第５実施形態は、第２部材４のストロークを拡大するために有利である。

【0035】

締結部５は、クランプ構造体１５に付随するボルト１７を含みうる。クランプ動作は、ボルト１７の締め付けによってなされる。締結部５は、ボルト１７の緩みを防止する緩み止めナット１６を含んでもよい。締結部５は、例えば、ボルト１７の先端が側面部ＳＰに当接する構造を有しうるが、この場合、ボルト１７をその先端が丸い丸先タイプのものとすることが好ましい。この場合、締結時に側面部ＳＰに傷が生じこと、そして、その傷によって固定作業の再現性が低下することが抑制される。また、丸先タイプの採用は、ボルト１７と側面部ＳＰとの接触面積を小さくし、締結時にボルト１７から第１部材１に加わるモーメントを小さくすることを可能にする。これは、固定作業の再現性の向上に寄与しうる。

【0036】

同様に、クランプ構造体１５が第２部材４の側壁部１４に接触する部分の面積を小さくすることも、クランプ構造体１５から第２部材４に加わるモーメントを小さくし固定作業の再現性を向上することに寄与しうる。

【0037】

図７には、本発明の第６実施形態の位置決め装置１００の構成が示されている。第２実施形態として言及しない事項は、第１乃至第５実施形態のいずれか又は組み合わせに従いうる。第１実施形態の説明において簡単に言及されたように、ブロックの個数は３個でもよい。第７実施形態の位置決め装置１００は、第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３を備える一方、第４ブロック３４を備えていない。第１ブロック３１および第２ブロック３２は、ガイドとして機能する第１レール２１によって支持され、第１レール２１に沿ってＸ方向に移動可能である。第３ブロック３３は、ガイドとして機能する第２レール２２によって支持され、第２レール２２に沿ってＸ方向に移動可能である。

【0038】

第１レール２１は、第１ブロック３１を支持する第１レール部分と、第２ブロック３２を支持する第２レール部分とに分割されてもよい。この場合、第１レール部分と第２レール部分とは、同一直線上に配置されてもよいし、互いに平行な２つの直線上に振り分けて配置されてもよい。

【0039】

第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３は、第１ブロック３１の重心、前記第２ブロック３２の重心および第３ブロック３３の重心を頂点とする三角形を構成するように配置される。ここで、好ましくは、第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３は、第１ブロック３１の重心と第２ブロック３２の重心とを結ぶ線分を底辺とする二等辺三角形を構成するように配置される。

【0040】

第２部材４は、第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３に固定され、第１面Ｓ１に対面する第２面Ｓ２を有する。第２部材４は、第２部材４が第１ブロック３１、第２ブロック３２および第３ブロック３３に固定された状態かつ第１部材１に固定されない状態で、Ｘ方向に移動可能である。締結部５は、第１部材１および第２部材４を相互に締結する。

【符号の説明】

【0041】

１：第１部材、２１：第１レール、２２：第２レール、３１～３４：ブロック、４：第２部材、５：締結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】