JP4702702B2 - Work and stage equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば真空中においてワーク等を非接触で位置決めすることができる位置決め構造およびガイド構造に関する。 The present invention relates to a positioning structure and a guide structure that can position a workpiece or the like in a non-contact manner, for example, in a vacuum.
従来、ワークとステージなどの2部品の位置決め方法として位置決めピンによる方法が多く使われている。位置決めピンの従来例としての説明図を図6に示す。
図6において1はピン、2は挿入孔、3はワーク、4はステージである。
ワーク3にはピン1もしくは挿入孔2のいずれか一方が設けられ、ステージ4にはピン1もしくは挿入孔2のうちワーク3に設けられていない方が設けられる。そして、これらワーク3及びステージ4にそれぞれ設けられたピン1の凸部と挿入孔2の凹部が嵌合することによってワーク3とステージ4との位置決めが行なわれる。
このように、位置決めピンによる位置決め方法は構造が非常に簡単且つ安価であるため、さまざまなところで使われているが、凸部と凹部を嵌合させる際にピン1と挿入孔2との機械的な接触が生じるので、クリーン環境や真空環境においてはパーティクルの発生が問題となる。機械的な接触の無い位置決め方法として、図7に示すようにステージ4側にワーク3に対して気体を噴出させるための噴出穴7を施し、噴出穴7からの気体の流れによってワーク3を非接触状態で保持する機構を備えた位置決め装置も考案されている(例えば、特許文献1参照)。
In FIG. 6, 1 is a pin, 2 is an insertion hole, 3 is a workpiece, and 4 is a stage.
The workpiece 3 is provided with either the
As described above, since the positioning method using the positioning pin is very simple and inexpensive, it is used in various places. However, when the convex portion and the concave portion are fitted, the mechanical relationship between the
しかしながら、前述のような気体の流れによって非接触状態で保持する方法では気体を供給するためのポンプや流量を制御するための装置等が必要となり機構が大掛かりとなるうえ、真空環境においては使用が困難である。
したがって、本発明は位置決め機構が簡易にでき、且つ真空中においても使用可能な非接触の位置決め構造およびガイド構造を提供することを目的とする。
However, the above-described method for maintaining the gas flow in a non-contact state requires a pump for supplying the gas, a device for controlling the flow rate, and the like, which requires a large mechanism, and is used in a vacuum environment. Have difficulty.
Therefore, an object of the present invention is to provide a non-contact positioning structure and a guide structure that can simplify the positioning mechanism and can be used even in a vacuum.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明はワークおよびステージの双方に、ピンまたはこのピンを挿入する挿入孔のいずれかをそれぞれ設け前記ワークを前記ステージに位置決めする位置決め構造を備えたワークおよびステージ装置において、
前記ピンは、軸方向に着磁された永久磁石からなる磁石ピンと磁性体からなる磁性体ピンとを挿入孔に近い側から磁性体ピン、磁石ピンの順序になるように結合して配置した構成とし、
前記挿入孔は、その内部に軸方向に着磁されたリング状の永久磁石からなる磁石孔部材とリング状の磁性体からなる磁性体孔部材とをピンに近い側から磁性体孔部材、磁石孔部材の順序になるように結合して配置した構成にするとともに、前記磁石ピンと前記磁石孔部材の磁化方向が互いに逆になるように配置したものである。
請求項2に記載の発明は前記ピンの固定部に前記ピンを囲むリング状の補助磁石を設け、前記挿入孔の開口部分にリング状の第2補助磁石を設け、前記磁石ピンと前記補助磁石の磁化方向が同じになるようにし、かつ前記磁石孔部材と前記第2補助磁石の磁化方向が同じになるようにしたものである。
請求項3に記載の発明は、一方向に相対的に移動可能なワークおよびステージの双方に、ティースまたはこのティースが挿入される挿入溝のいずれかをそれぞれ設けた前記ワークと前記ステージとのガイド構造を備えたワークおよびステージ装置において、
前記ティースは、前記挿入溝の奥行き方向に着磁された永久磁石からなる磁石ティースと磁性体からなる磁性体ティースとを挿入孔に近い側から磁性体ティース、磁石ティースの順序となるように結合して構成し、
前記挿入溝は、その両壁面に前記挿入溝の奥行き方向に着磁されるとともに溝に平行に長い永久磁石からなる磁石溝部材と溝に平行に長い磁性体からなる磁性体溝部材とをティースに近い側から磁性体溝部材、磁石溝部材の順序となるように結合した構成にするとともに、前記磁石ティースと前記磁石溝部材の磁化方向が互いに逆になるように配置したものである。
請求項4に記載の発明は、 前記ティースの固定部に前記ティースを挟む2本の補助磁石を設け、前記挿入溝の開口部両側の前記補助磁石と対向する部分それぞれに溝に平行に長い第2補助磁石を設け、前記磁石ティースと前記補助磁石の磁化方向が同じになるようにし、かつ前記磁石溝部材と前記第2補助磁石の磁化方向が同じになるようにしたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to
The pin may include compositions that are placed bind to so the magnetic pin made of magnet pins and the magnetic body comprising a permanent magnet magnetized in the axial direction from the side closer to the insertion hole magnetic pin, the order of the magnet pins age,
The insertion hole includes a magnet hole member made of a ring-shaped permanent magnet magnetized in the axial direction therein and a magnetic hole member made of a ring-shaped magnetic body from the side close to the pin, the magnetic body hole member, the magnet with a configuration which is placed coupled to such that the order of the perforated member, the magnetization direction of the magnet pin and the magnet hole member in which are arranged to run in opposite to each other.
A second aspect of the present invention is provided with a ring-shaped auxiliary magnets surrounding the pin to a fixed part of the pin, the second auxiliary magnet ring of the opening portion of the insertion hole is provided, said auxiliary magnets and the magnet pin The magnetization directions of the magnet hole member and the second auxiliary magnet are the same.
The invention according to claim 3 is a guide between the work and the stage, in which either a work or a stage relatively movable in one direction is provided with either a tooth or an insertion groove into which the tooth is inserted. In workpiece and stage equipment with structure,
The teeth, the insertion groove depth direction magnetized permanent magnetic teeth and magnetics teeth ing a magnet teeth and the magnetic body consisting magnet from the side closer to the insertion hole, the order of the magnet teeth combine to form configured so that,
The insertion groove, magnetic groove thereof consisting of both walls into the insertion groove magnet groove member and parallel to the length I磁 material element in a groove consisting of parallel lengths Korenaga permanent magnet in the groove while being magnetized in the depth direction of the A structure in which the magnetic material groove member and the magnet groove member are joined in order from the side close to the teeth, and the magnet teeth and the magnet groove member are arranged so that the magnetization directions thereof are opposite to each other. It is.
The invention according to claim 4, the two auxiliary magnets sandwiching the teeth to the fixing portion of the tooth provided, parallel to the length in the auxiliary magnet portion facing the groove in the respective openings on both sides of the insertion groove A second auxiliary magnet is provided so that the magnet teeth and the auxiliary magnet have the same magnetization direction, and the magnet groove member and the second auxiliary magnet have the same magnetization direction.
請求項1,2に記載の発明によると、位置決め機構が簡易に構成でき、且つ真空中においても使用可能は非接触の位置決め構造を備えたワークおよびステージ装置を提供することができる。
請求項3,4に記載の発明によると、真空中においても使用可能な非接触のガイド構造を備えたワークおよびステージ装置を提供することができる。
According to the first and second aspects of the present invention, it is possible to provide a workpiece and a stage apparatus having a positioning structure in which the positioning mechanism can be easily configured and can be used even in a vacuum.
According to invention of Claim 3 , 4 , the workpiece | work and stage apparatus provided with the non-contact guide structure which can be used also in a vacuum can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1を示す位置決め構造の図で、(a)は斜視図、(b)は部分断面図である。
図1において、1はピン、2はピン1を挿入する挿入孔、3はワーク、4はステージ、20は孔部材である。ピン1は、円柱状の永久磁石からなる磁石ピン1aおよび円柱状の磁性体からなる磁性体ピン1bとからなり、ワーク3に固定されている。孔部材20は、リング状の永久磁石からなる磁石孔部材20aおよびリング状の磁性体からなる磁性体孔部材20bとからなり、ステージ4の挿入孔2の内部に内接して設けられている。なお、Gはピン1の外径と挿入孔2の内径間のギャップを示し、磁石ピン1a及び磁石孔部材20a上に描かれた黒矢印はそれぞれの磁化方向を表す。磁石ピン1aと磁石孔部材20aは、磁化方向を互いに逆になるよう、また起磁力の大きさが略同等になるよう軸方向に着磁されている。
本実施例が従来例と異なる部分は、つぎのとおりである。すなわち、ピン1の構成を軸方向に着磁された磁石ピン1aと磁性体ピン1bを挿入孔2に近い側から磁性体ピン1b、磁石ピン1aの順となるような2段積みとした構成とし、また挿入孔2の内部に軸方向に着磁されたリング状の磁石孔部材20aとリング状の磁性体孔部材20bとをピン1に近い側から磁性体孔部材20b、磁石孔部材20aの順となるような2段積みとした構成とするとともに、磁化方向を互いに逆にした点である。
1A and 1B are diagrams of a positioning structure showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a partial cross-sectional view.
In FIG. 1, 1 is a pin, 2 is an insertion hole for inserting the
The difference between this embodiment and the conventional example is as follows. That is, the configuration of the
次に、本実施例の動作原理を図2を用いて説明する。
図2において、白矢印は力の発生方向を表す。
まず、ピン1が挿入孔2の外にある状態(図2(a))では、ピン1と挿入孔2を構成する磁石ピン1aと磁石孔部材20aによる磁力の相互作用によって、ピン1には挿入孔2に引き込まれようとする軸方向の吸引力と挿入孔2の軸中心に向かう径方向の反発力が働く。このときピン1が挿入孔2の外側に近づこうとすると近づいた方の反発力が増すため、結果として挿入孔2の軸中心に戻される。
そして、ピン1が挿入孔2の内側部に入ってくると(図2(b))、ピン1にかかる挿入孔2に引き込まれようとする軸方向の吸引力と挿入孔2の軸中心に向かう径方向の反発力はともに更に大きくなり、ピン1は安定して挿入孔2の軸中心を進んでいく。
更に、磁性体ピン1bと磁性体孔部材20bの軸方向位置が重なるところまで挿入が進むと(図2(c))、ピン1にかかる挿入孔2に引き込まれようとする吸引力は更に大きくなり、挿入孔2の軸中心に向かう反発力は小さくなるが、ピン1が挿入孔2の内壁に近づこうとすると近づいた方の反発力が増え挿入孔2の軸中心に戻されるので、ピン1は安定して挿入孔2の軸中心に留まる。
このように、ピン1は挿入孔2に挿入される間、磁石ピン1aと磁石孔部材20aによる磁力の相互作用によって挿入孔2の軸中心に留まるような力がかかりながら挿入孔2側に引き込まれつづけるので、非接触な状態で安定してスムーズに挿入することができ、挿入後もピン1は挿入孔2の軸中心位置に安定して留まることができる。
Next, the operation principle of this embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, white arrows represent the direction of force generation.
First, in a state where the
When the
Further, when the insertion proceeds until the axial positions of the magnetic pin 1b and the magnetic hole member 20b overlap (FIG. 2 (c)), the attraction force to be drawn into the insertion hole 2 applied to the
In this way, while the
図3は、本発明の実施例2を示す位置決め構造の図で、(a)は斜視図、(b)は部分断面図である。
図3において、5はワーク3側に設けられたリング状の永久磁石からなる補助磁石、6はステージ4側に設けられたリング状の永久磁石からなる第2補助磁石である。その他の符号は実施例1と同じであるため説明を省く。
本実施例が実施例1と異なる部分は、つぎのとおりである。すなわち、実施例1において磁性体ピン1bと磁性体孔部材20bの軸方向位置が重なるところまで来たときに、ワーク3とステージ4との間にかかるピン1が挿入孔2に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すような力が発生するように、ワーク3側のピン1の固定部にピン1を囲むリング状の補助磁石5を設けるとともにステージ4側の挿入孔2の開口部の補助磁石5と対向する部分にリング状の第2補助磁石6を設け、磁石ピン1aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに、磁石孔部材20aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成を追加した部分である。
この構造を追加したことにより、ピン1が挿入孔2に挿入されたときに、補助磁石5と第2補助磁石6の間で発生する反発力によって、ワーク3とステージ4との間にかかるピン1が挿入孔2に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すことができ、ワーク3とステージ4とを完全非接触とすることができる。また、磁石ピン1aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに磁石部材20aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成としているので、磁石ピン1a及び補助磁石5と磁石孔部材20a及び第2補助磁石6とは互いに反発し合い、ピン1が挿入孔2の外に引き寄せられることは無い。
3A and 3B are diagrams of a positioning structure showing Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a partial cross-sectional view.
In FIG. 3, 5 is an auxiliary magnet made of a ring-shaped permanent magnet provided on the workpiece 3 side, and 6 is a second auxiliary magnet made of a ring-shaped permanent magnet provided on the stage 4 side. The other reference numerals are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
The difference between the present embodiment and the first embodiment is as follows. That is, in Example 1, the
By adding this structure, when the
図4は、本発明の実施例3を示すガイド構造の図で、(a)は斜視図、(b)は部分断面図である。
図4において、8はティース、9はティース8を挿入する挿入溝、3はワーク、4はステージ、90は溝部材である。ティース8は、直方体の永久磁石からなる磁石ティース8aおよび直方体の磁性体からなる磁性体ティース8bとからなり、ワーク3に固定されている。溝部材90は、コの字状の溝の両壁面を構成する溝に平行に長い2本の直方体の永久磁石からなる磁石溝部材90aおよび同じくコの字状の溝の両壁面を構成する溝に平行に長い2本の直方体の磁性体からなる磁性体溝部材90bとからなり、各1本ずつがステージ4の挿入溝9の両壁面にそれぞれ内接して設けられている。なお、Gはティース8の側面と挿入溝9の内壁間のギャップを示し、磁石ティース8a及び磁石溝部材90a上に描かれた黒矢印はそれぞれの磁化方向を表す。磁石ティース8aと磁石溝部材90aは、磁化方向を互いに逆になるよう、また対向する部分における起磁力の大きさが略同等になるよう溝の奥行き方向に着磁されている。
4A and 4B are diagrams of a guide structure showing Embodiment 3 of the present invention, in which FIG. 4A is a perspective view and FIG. 4B is a partial cross-sectional view.
In FIG. 4, 8 is a tooth, 9 is an insertion groove for inserting the tooth 8, 3 is a workpiece, 4 is a stage, and 90 is a groove member. The tooth 8 includes a magnet tooth 8 a made of a rectangular parallelepiped permanent magnet and a magnetic tooth 8 b made of a rectangular parallelepiped magnetic body, and is fixed to the work 3. The
本実施例が実施例1と異なる部分は、つぎのとおりである。すなわち、ピン形状であった部分をティース8とし、挿入孔であった部分を挿入溝9とすることで、ワーク3とステージ4が溝に沿って相対的に移動可能となるようにした点である。ティース8は溝の奥行き方向に着磁された直方体の永久磁石からなる磁石ティース8aと磁性体からなる直方体の磁性体ティース8bを挿入溝9に近い側から磁性体ティース8b、磁石ティース8aの順となるような2段積みとした構成となっており、また挿入溝9はその両壁面に溝の奥行き方向に着磁されるとともに溝に平行に長い直方体の永久磁石からなる磁石溝部材90aと溝に平行に長い直方体の磁性体からなる磁性体溝部材90bとをティース8に近い側から磁性体溝部材90b、磁石溝部材90aの順となるような2段積みとした構成となっており、磁石ティース8aと磁石溝部材90aの磁化方向を互いに逆向きになっている。
本実施例の動作原理は基本的に実施例1と同じであり、ティース8には挿入溝9の任意の位置に挿入された状態において挿入溝9の幅方向軸中心に留まるような力が働くので、ティース8が挿入溝9の幅方向中心位置に安定して留まりながらワーク3とステージ4が挿入溝9に沿って相対的に移動可能となることができる。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is as follows. In other words, the portion that was a pin shape is a tooth 8 and the portion that was an insertion hole is an insertion groove 9, so that the workpiece 3 and the stage 4 can move relatively along the groove. is there. Teeth 8 includes magnet teeth 8a made of a cuboid permanent magnet magnetized in the depth direction of the groove, and magnetic teeth 8b of a cuboid made of a magnetic material in order of magnetic teeth 8b and magnet teeth 8a from the side closer to the insertion groove 9. The insertion groove 9 is magnetized in the depth direction of the groove on both wall surfaces thereof, and a magnet groove member 90a made of a long rectangular parallelepiped magnet in parallel with the groove. A magnetic groove member 90b made of a rectangular parallelepiped magnetic body parallel to the groove is arranged in a two-tiered structure such that the magnetic groove member 90b and the magnet groove member 90a are arranged in this order from the side close to the tooth 8. The magnetization directions of the magnet teeth 8a and the magnet groove members 90a are opposite to each other.
The operating principle of the present embodiment is basically the same as that of the first embodiment, and a force is applied to the teeth 8 so as to remain at the center of the width direction axis of the insertion groove 9 when inserted in an arbitrary position of the insertion groove 9. Therefore, the workpiece 3 and the stage 4 can move relatively along the insertion groove 9 while the teeth 8 remain stably at the center position in the width direction of the insertion groove 9.
図5は、本発明の実施例4を示すガイド構造の図で、(a)は斜視図、(b)は部分断面図である。
図5において、5はワーク3側に設けられた2本の直方体の永久磁石からなる補助磁石、6はステージ4側に設けられた2本の長い直方体の永久磁石からなる第2補助磁石である。その他の符号は実施例3と同じであるため説明を省く。
本実施例が実施例3と異なる部分は、つぎのとおりである。すなわち、実施例3において磁性体ティース8bと磁性体溝部材90bが溝の奥行き方向位置が重なるところまで挿入されたときに、ワーク3とステージ4との間にかかるティース8が挿入溝9に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すような力が発生するように、ワーク3側のティース8の固定部にティース8を挟む2本の直方体の補助磁石5を設けるとともにステージ4側の挿入溝9の開口部両側の補助磁石5と対向する部分それぞれに溝に平行に長い直方体の第2補助磁石6を1本ずつ設け、磁石ティース8aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに、磁石溝部材90aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成を追加した部分である。
この構造を追加したことにより、ティース8が挿入溝9に挿入されたときに、補助磁石5と第2補助磁石6の間で発生する反発力によって、ワーク3とステージ4との間にかかるティース8が挿入溝9に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すことができ、ワーク3側にマグネット、ステージ4側にコイルを配置した図示しないリニアモータ等で駆動することによりワーク3とステージ4とは完全非接触な状態で相対移動可能となる。また、磁石ティース8aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに磁石溝部材90aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成としているので、磁石ティース8a及び補助磁石5と磁石溝部材90a及び第2補助磁石6とは互いに反発し合い、ティース8を挿入溝9の任意の位置に挿入する場合においてティース8は挿入溝9の外側に引き寄せられることは無い。
5A and 5B are diagrams of a guide structure showing Embodiment 4 of the present invention, in which FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is a partial cross-sectional view.
In FIG. 5, 5 is an auxiliary magnet composed of two rectangular parallelepiped permanent magnets provided on the workpiece 3 side, and 6 is a second auxiliary magnet composed of two long rectangular parallelepiped permanent magnets provided on the stage 4 side. . The other reference numerals are the same as those in the third embodiment, and thus the description thereof is omitted.
The difference between the present embodiment and the third embodiment is as follows. That is, in Example 3, when the magnetic tooth 8b and the magnetic groove member 90b are inserted so that the position in the depth direction of the groove overlaps, the tooth 8 applied between the workpiece 3 and the stage 4 is drawn into the insertion groove 9. In addition to providing two rectangular parallelepiped auxiliary magnets 5 with the teeth 8 sandwiched between the fixing portions of the teeth 8 on the work 3 side so that a force that cancels the resultant force of the force to be applied and the gravity applied to the work 3 is generated. A second rectangular parallelepiped second
By adding this structure, the teeth applied between the workpiece 3 and the stage 4 due to the repulsive force generated between the auxiliary magnet 5 and the second
このように、本発明によれば、ワーク3にピン1もしくは挿入孔2のどちらか一方が設けられると共に、ステージ4にピン1もしくは挿入孔2のうちワーク3に設けられていない方が設けられた位置決め構造において、ピン1の構成を軸方向に着磁された円柱状の磁石ピン1aと円柱状の磁性体ピン1bを挿入孔2に近い側から磁性体ピン1b、磁石ピン1aの順となるような2段積みとした構成とし、また、挿入孔2の構成をその内部に軸方向に着磁されたリング状の磁石孔部材20aとリング状の磁性体孔部材20bをピン1に近い側から磁性体孔部材20b、磁石孔部材20aの順となるような2段積みとした構成とし、磁石ピン1aと磁石孔部材20aの起磁力は同じ大きさであり且つ磁化方向が互いに逆となっているとともに、ピン1の外径と挿入孔2の内径とが所定のギャップを持つような構成をしているので、従来例において凸部と凹部を嵌合させる際にピン1と挿入孔2との機械的な接触が生じていたのが、磁石ピン1aと磁石孔部材20aによる磁力の相互作用によってピン1は非接触な状態で挿入孔2の中心に留まるような力がかかりながら挿入孔2に引き込まれるため、安定してスムーズに挿入することができる上、永久磁石によるものであることから、真空中においても使用可能な非接触の位置決め構造を提供することができる。
As described above, according to the present invention, either the
また、磁性体ピン1bと磁性体孔部材20bの軸方向位置が重なるところまで来たときに、ワーク3とステージ4との間にかかるピン1が挿入孔2に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すような力が発生するように、ワーク3側のピン1の固定部側にピン1を囲むリング状の補助磁石5を設けるとともにステージ4の挿入孔2の開口部の補助磁石5と対向する部分にリング状の第2補助磁石6を設け、磁石ピン1aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに、磁石孔部材20aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成を追加することで、ピン1が挿入孔2の外に引き寄せられること無く、ピン1が挿入孔2に挿入されたときに、補助磁石5と第2補助磁石6の間で発生する反発力によって、ワーク3とステージ4との間にかかるピン1が挿入孔2に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すことができ、ワーク3とステージ4を完全非接触とすることができる。
Further, when the axial position of the magnetic pin 1b and the magnetic hole member 20b overlap each other, the force and the work that causes the
また、ワーク3およびステージ4を一方向に相対的に移動可能とし、ティース8またはこのティース8が挿入されるとともに上記移動方向に平行な挿入溝9のいずれかをワーク3およびステージ4にそれぞれ設けたガイド構造において、ティース8の構成を溝の奥行き方向に着磁された直方体の永久磁石からなる磁石ティース8aと磁性体からなる直方体の磁性体ティース8bを挿入溝9に近い側から磁性体ティース8b、磁石ティース8aの順となるような2段積みとした構成とし、挿入溝9の構成をその両壁面に溝の奥行き方向に着磁されるとともに溝に平行に長い直方体の永久磁石からなる磁石溝部材90aと溝に平行に長い直方体の磁性体からなる磁性体溝部材90bとをティース8に近い側から磁性体溝部材90b、磁石溝部材90aの順となるような2段積みとした構成とし、磁石ティース8aと磁石溝部材90aの対向する部分における起磁力は同じ大きさであり且つ磁化方向が互いに逆となっているとともに、ティース8の側面と挿入溝9の内壁面とが所定のギャップを持つような構成をしているので、ティース8には挿入溝9の任意の位置に挿入された状態において挿入溝9の幅方向軸中心に留まるような力が働くことにより、ティース8が挿入溝9の幅方向中心位置に安定して留まりながらワーク3とステージ4が溝に沿って相対的に移動可能なガイド構造を提供することができる。 Further, the work 3 and the stage 4 can be relatively moved in one direction, and the work 8 and the stage 4 are provided with either the tooth 8 or the insertion groove 9 parallel to the moving direction. In the guide structure, the teeth 8 are composed of a magnet tooth 8a made of a cuboid permanent magnet magnetized in the depth direction of the groove and a cuboid magnetic tooth 8b made of a magnetic material from the side closer to the insertion groove 9. 8b and magnet teeth 8a are arranged in a two-tiered structure, and the structure of the insertion groove 9 is composed of a rectangular parallelepiped permanent magnet that is magnetized on both wall surfaces in the depth direction of the groove and parallel to the groove. The magnetic groove member 90a and the magnetic groove member 90b made of a rectangular parallelepiped magnetic body that is long in parallel with the groove are arranged from the side close to the teeth 8 to the magnetic groove member 90b and the magnet groove member 9. The magnets 8a and the magnet groove member 90a have the same magnetomotive force in the opposite portions of the magnet teeth 8a and the magnet groove members 90a, and the magnetization directions are opposite to each other. Since the side surface of the insertion groove 9 and the inner wall surface of the insertion groove 9 have a predetermined gap, the tooth 8 has a center in the width direction axis of the insertion groove 9 when inserted in an arbitrary position of the insertion groove 9. By providing a force that stays at the center, the guide 8 can stably move at the center position in the width direction of the insertion groove 9 while the work 3 and the stage 4 can move relatively along the groove. it can.
また、磁性体ティース8bと磁性体溝部材90bが溝の奥行き方向位置が重なるところまで挿入されたときに、ワーク3とステージ4との間にかかるティース8が挿入溝9に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すような力が発生するように、ワーク3側のティース8の固定部にティース8を挟む2本の直方体の補助磁石5を設けるとともにステージ4側の挿入溝9の開口部両側の補助磁石5と対向する部分それぞれに溝に平行に長い直方体の第2補助磁石6を1本ずつ設け、磁石ティース8aと補助磁石5の磁化方向が同じになるとともに、磁石溝部材90aと第2補助磁石6の磁化方向が同じになるような構成を追加することで、ティース8が挿入溝9の外に引き寄せられること無く、ティース8が挿入溝9に挿入されたときに、補助磁石5と第2補助磁石6の間で発生する反発力によって、ワーク3とステージ4との間にかかるティース8が挿入溝9に引き込まれようとする力とワーク3にかかる重力との合力を打ち消すことができ、ワーク3とステージ4を完全非接触な状態で、ティース8が挿入溝9の幅方向中心位置に安定して留まりながらワーク3とステージ4が溝に沿って相対的に移動可能なガイド構造を提供することができる。
Further, when the magnetic teeth 8b and the magnetic groove member 90b are inserted so that the positions in the depth direction of the grooves overlap with each other, the teeth 8 between the workpiece 3 and the stage 4 tend to be drawn into the insertion grooves 9. Two rectangular parallelepiped auxiliary magnets 5 sandwiching the teeth 8 are provided at the fixing portion of the teeth 8 on the work 3 side so that a force that cancels the resultant force of the force and the gravity applied to the work 3 is generated. A second rectangular parallelepiped second
本発明は、実施例としてワークをステージに対して位置決めする場合を挙げたが、一般的な2つの構造物を位置決めする構成において適用できる。例えば、半導体露光装置において、鏡筒(光軸)の上をレチクル等が搬送される際に、鏡筒内へのパーティクル混入を防ぐため、カバーを所定の位置まで搬送し位置決めすることがある。この場合、鏡筒をステージにカバーをワークにそれぞれ置き換えることができる。 The present invention has exemplified the case where the workpiece is positioned with respect to the stage as an embodiment, but can be applied to a configuration in which two general structures are positioned. For example, in a semiconductor exposure apparatus, when a reticle or the like is transported over a lens barrel (optical axis), the cover may be transported to a predetermined position and positioned in order to prevent particles from entering the lens barrel. In this case, the lens barrel can be replaced with a stage and the cover can be replaced with a workpiece.
1 ピン
1a 磁石ピン
1b 磁性体ピン
2 挿入孔
20 孔部材
20a 磁石孔部材
20b 磁性体孔部材
3 ワーク
4 ステージ
5 補助磁石
6 第2補助磁石
7 噴出穴
8 ティース
8a 磁石ティース
8b 磁性体ティース
9 挿入溝
90 溝部材
90a 磁石溝部材
90b 磁性体溝部材
G ピン外径と挿入孔内径間のギャップ
黒矢印 永久磁石の磁化方向
白矢印 力の発生方向
1 pin 1a magnet pin 1b magnetic pin 2
Claims (4)
前記ピンは、軸方向に着磁された永久磁石からなる磁石ピンと磁性体からなる磁性体ピンとを挿入孔に近い側から磁性体ピン、磁石ピンの順序になるように結合して配置した構成とし、
前記挿入孔は、その内部に軸方向に着磁されたリング状の永久磁石からなる磁石孔部材とリング状の磁性体からなる磁性体孔部材とをピンに近い側から磁性体孔部材、磁石孔部材の順序になるように結合して配置した構成にするとともに、前記磁石ピンと前記磁石孔部材の磁化方向が互いに逆になるように配置したことを特徴とするワークおよびステージ装置。 In both the workpiece and the stage device provided with a positioning structure for positioning the workpiece on the stage by providing either a pin or an insertion hole for inserting the pin in both the workpiece and the stage ,
The pin may include compositions that are placed bind to so the magnetic pin made of magnet pins and the magnetic body comprising a permanent magnet magnetized in the axial direction from the side closer to the insertion hole magnetic pin, the order of the magnet pins age,
The insertion hole includes a magnet hole member made of a ring-shaped permanent magnet magnetized in the axial direction therein and a magnetic hole member made of a ring-shaped magnetic body from the side close to the pin, the magnetic body hole member, the magnet with a configuration which is placed coupled to such that the order of the perforated member, a work and a stage apparatus characterized by the magnetization direction of the magnet pin and the magnet hole member is arranged so as to be opposite to each other.
前記ティースは、前記挿入溝の奥行き方向に着磁された永久磁石からなる磁石ティースと磁性体からなる磁性体ティースとを挿入孔に近い側から磁性体ティース、磁石ティースの順序となるように結合して構成し、
前記挿入溝は、その両壁面に前記挿入溝の奥行き方向に着磁されるとともに溝に平行に長い永久磁石からなる磁石溝部材と溝に平行に長い磁性体からなる磁性体溝部材とをティースに近い側から磁性体溝部材、磁石溝部材の順序となるように結合した構成にするとともに、前記磁石ティースと前記磁石溝部材の磁化方向が互いに逆になるように配置したことを特徴とするワークおよびステージ装置。 In a workpiece and a stage apparatus provided with a guide structure between the workpiece and the stage , in which either a tooth or an insertion groove into which the tooth is inserted is provided in both of the workpiece and the stage that are relatively movable in one direction. ,
The teeth, the insertion groove depth direction magnetized permanent magnetic teeth and magnetics teeth ing a magnet teeth and the magnetic body consisting magnet from the side closer to the insertion hole, the order of the magnet teeth combine to form configured so that,
The insertion groove, magnetic groove thereof consisting of both walls into the insertion groove magnet groove member and parallel to the length I磁 material element in a groove consisting of parallel lengths Korenaga permanent magnet in the groove while being magnetized in the depth direction of the magnetic channel member from the side near the member on the teeth, as well as to bound configured such that the order of the magnet groove member, the magnetization direction of the magnet teeth and the magnet groove member is arranged to be opposite to each other Work and stage equipment characterized by
The two auxiliary magnets sandwiching the teeth on the fixed part of the tooth is provided, provided the second auxiliary magnet parallel to have a length in the groove in the insertion groove, respectively the auxiliary magnet portion opposite to the opening sides of the 4. The workpiece and stage according to claim 3 , wherein the magnet teeth and the auxiliary magnet have the same magnetization direction, and the magnet groove member and the second auxiliary magnet have the same magnetization direction. apparatus.
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