ステージ装置及び冷却ユニット
【課題】カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができるステージ装置を提供する。
【解決手段】ステージ装置１Ａは、Ｘ軸移動体６と、Ｙ軸移動体４と、Ｘ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２を有しＸ軸移動体６を駆動するためのＸ軸シャフトモータ５と、Ｙ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２を有しＹ軸移動体４を駆動するためのＹ軸シャフトモータ３と、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２における外周面の一又は複数の領域に対して選択的に着脱可能な冷却ジャケット８Ａ，９Ａと、チューブｔとを備えている。これにより、周囲に配置された部品が干渉しない領域に選択的に冷却ジャケット８Ａ，９Ａを着脱することができる。さらに、Ｘ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３の発熱量に合わせて冷却ジャケット８Ａ，９Ａを取り付ける領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。
【解決手段】ステージ装置１Ａは、Ｘ軸移動体６と、Ｙ軸移動体４と、Ｘ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２を有しＸ軸移動体６を駆動するためのＸ軸シャフトモータ５と、Ｙ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２を有しＹ軸移動体４を駆動するためのＹ軸シャフトモータ３と、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２における外周面の一又は複数の領域に対して選択的に着脱可能な冷却ジャケット８Ａ，９Ａと、チューブｔとを備えている。これにより、周囲に配置された部品が干渉しない領域に選択的に冷却ジャケット８Ａ，９Ａを着脱することができる。さらに、Ｘ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３の発熱量に合わせて冷却ジャケット８Ａ，９Ａを取り付ける領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトモータを冷却するための冷却手段を備えたステージ装置、及び冷却ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトモータを冷却するための冷却手段を備えたステージ装置が知られており、例えば以下の特許文献１には、冷却手段として軸型リニアモータ用放熱スリーブが開示されている。この放熱スリーブは断面コ字状で延在した部材から成り、その内周面はリニアモータ（シャフトモータ）が有する可動子の外形と同様な輪郭とされた嵌め空間となっている。そして、放熱スリーブは、嵌め空間内に可動子を嵌め込むようにして当該可動子の周面に組み付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ステージ装置では、通常、移動体の移動をガイドするガイド部材等の部品が可動子の周囲に配置されている。よって、このようなステージ装置において上述の放熱スリーブを可動子に着脱する際には、可動子の周囲に配置された部品が放熱スリーブと干渉し、放熱スリーブを取り付ける又は取り外すことが困難となるおそれがある。
【０００５】
また、上述のような放熱スリーブでは、シャフトモータの発熱量に対して放熱スリーブによる放熱量が著しく大きい又は小さい場合、放熱量を調整することが容易でなく、安定してシャフトモータを冷却することが困難となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができるステージ装置及び冷却ユニット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】
本発明に係るステージ装置は、定盤上を所定の方向に移動する移動体と、所定の方向に沿った軸状の固定子、及び移動体に設けられた可動子を有し、移動体を所定の方向に駆動するためのシャフトモータと、流体を流入させる流体入口、流体を流通させる流体流路、及び流体を排出させる流体出口を有し、可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、流体入口に接続され、冷却部材に流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、流体出口に接続され、冷却部材から流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る冷却ユニットは、定盤上を所定の方向に移動する移動体と、所定の方向に沿った軸状の固定子、及び移動体に設けられた可動子を有し、移動体を所定の方向に駆動するためのシャフトモータとを備えるステージ装置に取り付けられる冷却ユニットであって、流体を流入させる流体入口、流体を流通させる流体流路、及び流体を排出させる流体出口を有し、可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、流体入口に接続され、冷却部材に流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、流体出口に接続され、冷却部材から流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るステージ装置及び冷却ユニットでは、流体流路を有する冷却部材を、可動子における外周面の一又は複数の領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。よって、可動子の周囲に部品が配置されている場合であっても、当該部品が干渉しない領域に選択的に冷却部材を取り付ける又は取り外すことができ、冷却部材を可動子に容易に着脱することが可能となる。さらに、このように冷却部材を一又は複数の領域に対して選択的に着脱することが可能であるため、シャフトモータの発熱量に合わせて冷却部材を取り付ける領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。従って、本発明によれば、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができる。
【００１０】
また、冷却部材は、移動体と可動子との間に配置されて可動子を移動体に固定するブラケットを含むことが好ましい。この場合、移動体と可動子との間に、ブラケットを兼ねる冷却部材が介されることとなり、可動子から移動体への熱の移動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができるステージ装置及び冷却ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステージ装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示すステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るステージ装置及び冷却ユニットの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、「上」「下」の語は、図面の上下方向に対応するものであり便宜的なものである。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係るステージ装置を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、例えば、半導体を検査するための半導体検査装置や、半導体を露光するための半導体露光装置等に使用されるものである。このステージ装置１Ａは、定盤２、Ｙ軸シャフトモータ３，３、Ｙ軸移動体４、Ｘ軸シャフトモータ５，５、Ｘ軸移動体６、テーブル部７、冷却ジャケット（冷却部材）８Ａ，９Ａ及びポンプ５００を備えている。なお、「Ｘ軸方向」とは定盤２の上面２ａに平行な任意の一方向（所定の方向）であり、「Ｙ軸方向」とは上面２ａに平行且つＸ軸方向と垂直な他方向（所定の方向）である。
【００１５】
定盤２は直方体状の石材から成り、その上面２ａは平面加工が施されることにより平面度が高められている。また、定盤２におけるＹ軸方向に延在する側面のうち、後述のＹ軸ヨーエアベアリング４３から空気が噴射される側面２ｂについても、平面加工が施されて平面度が高められている。
【００１６】
Ｙ軸シャフトモータ３，３は、Ｙ軸移動体４を駆動させるためのものであり、それぞれＹ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２を有している。
【００１７】
Ｙ軸固定子３１は、その内部に複数の磁石を有しており、これら複数の磁石の同極同士が接合されて軸状を成している。一対のＹ軸固定子３１，３１は、定盤２の上面２ａにおけるＸ軸方向両端部に並設されており、それぞれＹ軸方向に沿って延在している。図１において紙面右上のＹ軸固定子３１は、定盤２の上面２ａから上方に向けて突出した柱３３，３３によって両端部が固定されている。図１において紙面左下のＹ軸固定子３１は、定盤２の側面２ｂから上方に向けて突出した柱３４，３４によって両端部が固定されている。
【００１８】
Ｙ軸可動子３２は、Ｙ軸固定子３１に沿って可動するものであり、Ｙ軸固定子３１に外挿されている。このＹ軸可動子３２は、内部にＹ軸固定子３１を取り囲むコイルを有しており、このコイルに電流を流すことで駆動される。
【００１９】
このＹ軸可動子３２は、ブラケット１０ＡによってＹ軸移動体４に固定されている。ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２と第１Ｙ軸移動体４ａ（後述）との間、及びＹ軸可動子３２と第２Ｙ軸移動体４ｂ（後述）との間に配置され、Ｌ字状を成している。ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２の側面３２ｄ及び下面３２ｃに沿うようにしてＹ軸可動子３２のＹ軸方向両端部にボルト（不図示）で着脱可能に取り付けられており、側面３２ｄ及び下面３２ｃと当接している。ここで、ブラケット１０Ａは、必ずしも側面３２ｄ及び下面３２ｃに沿うようにして取り付ける必要は無く、側面３２ｄ及び上面３２ａに沿うようにして取り付けても良い。また、ブラケット１０Ａは、必ずしも２つ用いる必要はなく、１つ又は３つ以上用いても良い。このように、ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２における外周面の一又は複数の領域（以下、「取付領域」ともいう）に対して選択的に着脱可能となっており、本実施形態では、側面３２ｄ及び下面３２ｃにおける両端部が取付領域として選択されている。
【００２０】
ブラケット１０Ａには、流体流路１０Ｌが設けられている（図２参照）。これにより、当該ブラケット１０Ａは、この流体流路１０Ｌに水（流体）を流通させることで、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収して当該Ｙ軸可動子３２を冷却することが可能となっている。このように、ブラケット１０Ａは冷却部材に含まれる。
【００２１】
Ｙ軸移動体４は、第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂを有している。第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂは、それぞれブロック状を成しており、後述のＸ軸固定子５１，５１によって互いに連結されている。そして、Ｙ軸移動体４は、各Ｙ軸可動子３２を駆動することで定盤２の上面２ａ上をＹ軸方向に移動する。
【００２２】
第２Ｙ軸移動体４ｂには、Ｙ軸移動体４のＹ軸方向の移動をガイドするＹ軸ガイド４１が取り付けられている。このＹ軸ガイド４１は、側板４２と、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３とを有している。
【００２３】
側板４２は、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３、４３を支持するための部材であり、直方体状を成している。この側板４２は、その上部が第２Ｙ軸移動体４ｂの下部に取り付けられており、定盤２の側面２ｂと対向する面４２ａを有している。
【００２４】
Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３は、空気を噴射する気体静圧軸受として機能するものであり、側板４２の面４２ａにＹ軸方向に互いに離間して取り付けられている。このように構成されたＹ軸ガイド４１では、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３が定盤２の側面２ｂに向けて空気を噴射することで、Ｙ軸移動体４の移動をガイドする。
【００２５】
第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂの間には、Ｘ軸移動体６のＸ軸方向の移動をガイドするガイドレール４４が連結されている。このガイドレール４４は、Ｘ軸方向に延在しており、上方が開口したコ字状の断面を成している。
【００２６】
Ｘ軸シャフトモータ５，５は、Ｘ軸移動体６を駆動させるためのものであり、それぞれＸ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２を有している。Ｘ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２は、それぞれＹ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２と同様な構成とされている。一対のＸ軸固定子５１，５１は、第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂの間にＹ軸方向に互いに離間して連結されており、それぞれＸ軸方向に沿って延在している。Ｘ軸可動子５２は、Ｘ軸固定子５１に外挿されており、Ｘ軸固定子５１に沿って可動する。
【００２７】
Ｘ軸可動子５２は、上述のＹ軸可動子３２と同様に、ブラケット１０ＡによってＸ軸移動体６に固定されている。すなわち、当該ブラケット１０Ａは、流体流路１０Ｌに水を流通させることで、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収して当該Ｘ軸可動子５２を冷却することが可能となっている。
【００２８】
Ｘ軸移動体６は、定盤２の上面２ａ上をＸ軸方向に移動するものであり、第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂを有している。第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂは、それぞれ直方体状を成している。第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂは、テーブル部７によって互いに連結されている。そして、Ｘ軸移動体６は、各Ｘ軸可動子５２を駆動することで定盤２の上面２ａ上をＸ軸方向に移動する。テーブル部７は、半導体等を設置するためのものであり、半導体等が設置される円盤状の部材を有している。
【００２９】
冷却ジャケット８Ａは、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収してＹ軸可動子３２を冷却するものである。冷却ジャケット９Ａは、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収してＸ軸可動子５２を冷却するものである。冷却ジャケット８Ａ，９Ａは、それぞれ直方体状を成しており、それぞれＹ軸可動子３２及びＸ軸可動子５２における外周面の一又は複数の取付領域に対してボルトＢ，Ｂにより選択的に着脱可能となっている。
【００３０】
ここでの取付領域は、Ｙ軸可動子３２及びＸ軸可動子５２の周囲に設けられている部品の配置や取り回しに基づいて選択される。すなわち、冷却ジャケット８Ａは、Ｙ軸可動子３２の上面３２ａ及び側面３２ｄを取付領域としてこれらに当接するように取り付けられている。また、冷却ジャケット９Ａは、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａ及び下面５２ｃを取付領域としてこれらに当接するように取り付けられている。特に、本実施形態では、第２Ｙ軸移動体４ｂに取り付けられているＹ軸可動子３２の下方にＹ軸ガイド４１が配置されており、当該Ｙ軸可動子３２の外周面のうち下面３２ｃに冷却ジャケット８Ａを取り付けることが困難となっているため、上述したように、冷却ジャケット８Ａについて上面３２ａ及び側面３２ｂが取付領域として選択されている。
【００３１】
冷却ジャケット８Ａには、流体流路８Ｌが設けられており（図３参照）、この流体流路８Ｌに水を流通させることで、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収することが可能となっている。また、冷却ジャケット９Ａには、流体流路９Ｌが設けられており（図２参照）、この流体流路９Ｌに水を流通させることで、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収することが可能となっている。
【００３２】
ポンプ５００は、冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａに水を圧送するための圧送手段である。このポンプ５００は、例えば、定盤２から離れた位置に別体に設けられている。
【００３３】
なお、ステージ装置１Ａでは、Ｘ軸移動体６を鉛直方向に支持するためのリフトエアベアリング１００が、第１Ｘ軸移動体６ａの下部に１つ、第２Ｘ軸移動体６ｂの下部に２つ取り付けられている。また、Ｙ軸移動体４を鉛直方向に支持するためのリフトエアベアリング２００が、第１Ｙ軸移動体４ａの下部に１つ、第２Ｙ軸移動体４ｂの下部に２つ取り付けられている。
【００３４】
次に、本実施形態の冷却ユニットにおける水の流通経路について詳細に説明する。
【００３５】
図２は図１に示すステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図、図３は図１に示すステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【００３６】
図２に示すように、Ｘ軸可動子５２を冷却する冷却ユニットＵ１は、冷却ジャケット９Ａ，９Ａ、ブラケット１０Ａ，１０Ａ、及びチューブｔによって構成されている。また、図３に示すように、Ｙ軸可動子３２を冷却する冷却ユニットＵ２は、冷却ジャケット８Ａ，８Ａ、ブラケット１０Ａ，１０Ａ、及びチューブｔによって構成されている。
【００３７】
図２及び図３に示すように、ブラケット１０Ａの流体流路１０Ｌは、水を流通させるものであり、ブラケット１０Ａの外形形状、すなわちＬ字状に沿うように設けられている。このブラケット１０Ａには、流体流路１０Ｌに水を流入させる流体入口１１、及び流体流路１０Ｌから水を排出させる流体出口１２が設けられている。流体入口１１は一方の端面に位置し、流体出口１２は他方の端面に位置している。
【００３８】
流体入口１１及び流体出口１２には、それぞれ継手ｃが取り付けられている。継手ｃには、樹脂等で形成され軟質で可撓性を有するチューブｔが接続されている。継手ｃは、ここでは、チューブｔの着脱が容易に行えるいわゆるワンタッチ継手となっている。流体入口１１に接続されたチューブｔはブラケット１０Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口１２に接続されたチューブｔはブラケット１０Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。なお、チューブｔは、金属等で形成され硬質で高剛性のものであっても良い。
【００３９】
図２に示すように、冷却ジャケット９Ａの流体流路９Ｌは、水を流通させるものである。この流体流路９Ｌは、上方視ではＵ字状、Ｙ軸方向からの側面視では直線状を成しており、冷却ジャケット９Ａに広範に設けられている。冷却ジャケット９ＡのＸ軸方向に対向する側面９ｏ及び側面９ｐのうち側面９ｏには、流体流路９Ｌに水を流入させる流体入口９１、及び流体流路９Ｌから水を排出させる流体出口９２が、互いに離間して設けられている。流体入口９１及び流体出口９２には、チューブｔが接続された継手ｃが取り付けられている。流体入口９１に接続されたチューブｔは冷却ジャケット９Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口９２に接続されたチューブｔは冷却ジャケット９Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。
【００４０】
そして、冷却ユニットＵ１では、一方のブラケット１０Ａ、下面５２ｃに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、上面５２ａに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、他方のブラケット１０Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００４１】
図３に示すように、冷却ジャケット８Ａの流体流路８Ｌは、水を流通させるものであり、冷却ジャケット９Ａの流体流路９Ｌ（図２参照）と同様な構成とされている。冷却ジャケット８Ａの側面８ｏには、流体入口８１及び流体出口８２が、互いに離間して設けられている。流体入口８１及び流体出口８２には、チューブｔが接続された継手ｃが取り付けられている。流体入口８１に接続されたチューブｔは冷却ジャケット８Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口８２に接続されたチューブｔは冷却ジャケット８Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。
【００４２】
そして、冷却ユニットＵ２では、一方のブラケット１０Ａ、他方のブラケット１０Ａ、側面３２ｂに取り付けられた冷却ジャケット８Ａ、上面３２ａに取り付けられた冷却ジャケット８Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００４３】
また、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２には、それぞれケーブル（不図示）が接続されている。これらのケーブルは、ケーブルを支持し保護するためのケーブル保護部材（例えばケーブルベア（登録商標）等）に沿わされている。さらに、チューブｔもこのケーブル保護部材に沿わされている。これによって、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２が可動しても、チューブｔが他の部品と接触して破損することが抑制されている。
【００４４】
このような冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、電源を投入すると、まず一方のＸ軸可動子５２に取り付けられた冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａにポンプ５００から所定量の水が圧送される。そして、この水が他方のＸ軸可動子５２に取り付けられた冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａに供給された後、ポンプ５００に戻されることで、水が循環するようになっている。また、電源を投入すると、一方のＹ軸可動子３２に取り付けられた冷却ジャケット８Ａ及びブラケット１０Ａにポンプ５００から所定量の水が圧送される。そして、この水が他方のＹ軸可動子３２に取り付けられた冷却ジャケット８Ａ及びブラケット１０Ａに供給された後、ポンプ５００に戻されることで、水が循環するようになっている。
【００４５】
また、冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、Ｘ軸シャフトモータ５の発熱量が冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａによる冷却量よりも大きい場合、新たな冷却部材を例えばＸ軸可動子５２の側面５２ｂ等に追加で取り付けると共に、チューブｔの接続を適宜変えて流通経路を変更すること（カスタマイズすること）で、冷却量を発熱量に応じて調整することが可能となっている。
【００４６】
また、冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、例えばＸ軸シャフトモータ５の発熱量やＹ軸シャフトモータ３の発熱量が冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａによる冷却量よりも小さい場合、これらの少なくとも１つを取り外すと共に、チューブｔの接続を適宜変えて流通経路を変更すること（カスタマイズすること）で、冷却量を発熱量に応じて調整することが可能となっている。
【００４７】
以上、本実施形態においては、流体流路８Ｌを有する冷却ジャケット８Ａが、Ｙ軸可動子３２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。また、流体流路９Ｌを有する冷却ジャケット９Ａが、Ｘ軸可動子５２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。さらに、流体流路１０Ｌを有するブラケット１０Ａが、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。従って、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２の周囲に部品が配置されている場合であっても、当該部品が干渉しない取付領域に選択的に冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａを取り付けることができる。よって、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、カスタマイズ性を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａが、一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能である。そのため、Ｘ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３の発熱量に合わせて冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａの取付領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。よって、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、安定してＸ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３を冷却することができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、上述したように、Ｘ軸可動子５２をＸ軸移動体６に固定するブラケット１０Ａが冷却部材として兼用されている。このため、このブラケット１０ＡによりＸ軸移動体６とＸ軸可動子５２とが熱的に直接接触することが防止される。従って、Ｘ軸可動子５２からＸ軸移動体６への熱の移動を抑制でき、Ｘ軸移動体６が熱膨張して当該Ｘ軸移動体６の移動の精度が低下することを抑制できる。同様に、Ｙ軸移動体４とＹ軸可動子３２との間における熱の移動ついても、ブラケット１０Ａにより抑制できる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、ブラケット１０ＡがＬ字状を成していることからＸ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２の側面よりも外側に突出しているため、下部に位置する流体入口１１又は流体出口１２がＸ軸可動子５２、Ｙ軸可動子３２及び周辺部材に隠れることが少なく、チューブｔを継手ｃに接続しやすくなっている。また、ステージ装置１Ａでは、いわゆるワンタッチ継手である継手ｃによりチューブｔの着脱が容易に行えるようになっている。そのため、流通経路の変更やメンテナンス等を容易に行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、Ｘ軸可動子５２，５２を冷却する系統と、Ｙ軸可動子３２，３２を冷却する系統との２系統が設けられているため、全ての冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａに１系統のみで水を流通させる場合に比して、冷却の効率を向上させることができる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態に係るステージ装置について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００５３】
図４は本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図、図５は本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【００５４】
図４に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｂに取り付けられた冷却ユニットＵ３が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ１（図２参照）と異なる点は、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを２つ備えている点である。また、図５に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｂに取り付けられた冷却ユニットＵ４が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ２（図３参照）と異なる点は、Ｙ軸可動子３２の上面３２ａに冷却ジャケット８Ｂを２つ備えている点である。
【００５５】
図４に示すように、冷却ジャケット９ＢのＹ軸方向における長さは、冷却ジャケット９ＡのＹ軸方向における長さの約半分とされている。これにより、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積は冷却ジャケット９Ａの約半分とされており、上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを２つ取り付けることが可能となっている。同様に、図５に示すように、冷却ジャケット８ＢのＸ軸方向における長さは、冷却ジャケット８ＡのＹ軸方向における長さの約半分とされており、上面３２ａに冷却ジャケット８Ｂを２つ取り付けることが可能となっている。
【００５６】
そして、図４に示すように、冷却ユニットＵ３では、一方のブラケット１０Ａ、下面５２ｃに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、上面５２ａに取り付けられた一方の冷却ジャケット９Ｂ、上面５２ａに取り付けられた他方の冷却ジャケット９Ｂ、他方のブラケット１０Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００５７】
また、図５に示すように、冷却ユニットＵ４では、一方のブラケット１０Ａ、他方のブラケット１０Ａ、側面３２ｂに取り付けられた冷却ジャケット８Ａ、上面３２ａに取り付けられた一方の冷却ジャケット８Ｂ、上面３２ａに取り付けられた他方の冷却ジャケット８Ｂが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００５８】
このような冷却ユニットＵ３，Ｕ４を備えたステージ装置１Ｂが、第１実施形態に係る上記ステージ装置１Ａと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００５９】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット８ＢのＹ軸可動子３２への当接面積が、冷却ジャケット８Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。同様に、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積が、冷却ジャケット９Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態に係るステージ装置について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００６１】
図６は、本発明の第３実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却部材における水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。図６に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｃに取り付けられた冷却ユニットＵ５が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ１（図２参照）と異なる点は、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを備えている点、下面５２ｃに冷却ジャケット９Ａを備えていない点、ブラケット１０Ａに代えてブラケット１０Ｂを備えている点である。
【００６２】
ブラケット１０Ｂは、Ｉ字状を成しており、側面５２ｄにのみ当接している。これにより、ブラケット１０ＢのＸ軸可動子５２への当接面積はブラケット１０Ａの約半分とされている。そして、冷却ユニットＵ５では、一方のブラケット１０Ｂ、冷却ジャケット９Ｂ、他方のブラケット１０Ｂが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００６３】
このような冷却ユニットＵ５を備えたステージ装置１Ｃが、第１実施形態に係るステージ装置１Ａと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００６４】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積が冷却ジャケット９Ａの約半分とされ、さらにブラケット１０ＢのＸ軸可動子５２への当接面積がブラケット１０Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、水の流通経路は、図２〜６に示す流通経路に限定されず、チューブｔの接続を変更することで様々な流通経路とすることが可能である。また、上記実施形態では、流体として水が用いられているが、水以外の液体が流体として用いられても良いし、空気等の気体が流体として用いられても良い。要は、シャフトモータで発生した熱を吸収できる流体であれば良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、Ｘ軸可動子５２，５２を冷却する系統と、Ｙ軸可動子３２，３２を冷却する系統との２系統の冷却系統が設けられているが、各系統を可動子毎に２つに分けて、４系統の冷却手段が設けられていても良い。こうすると、さらに冷却の効率が向上する。
【００６７】
また、上記実施形態では、Ｘ軸シャフトモータ５，５及びＹ軸シャフトモータ３，３が用いられているが、シャフトモータは１つのみでも良い。また、上記実施形態では、継手ｃは、いわゆるワンタッチ継手となっているが、ワンタッチ継手でなくても良い。
【００６８】
また、上記実施形態では、冷却ジャケット８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ及びブラケット１０Ａ，１０Ｂは、ボルトによってＸ軸可動子５２又はＹ軸可動子３２に着脱可能に取り付けられているが、これに限定されるものではない。例えば、冷却部材及び可動子のいずれか一方に突起を設け、他方に当該突起と係合する係合孔を設けて、これら突起と係合孔とを係合させることで冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。また、接着材や両面テープによって冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。また、冷却部材の一部に、可動子と嵌め合う嵌合機構を設け、この嵌合機構を可動子に嵌合させることで冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。要は、冷却部材と可動子との間で熱の移動が可能なように、冷却部材が可動子に着脱可能であれば良い。
【００６９】
また、上記実施形態の流体流路８Ｌは、流体入口８１が側面８ｏに設けられ、流体出口８２が側面８ｐに設けられ、これら流体入口８１と流体出口８２との間を蛇行するように流体流路８Ｌが設けられていても良い。要は、流体入口８１と流体出口８２とで連通された流体流路８Ｌであれば良い。流体流路９Ｌについても同様である。
【００７０】
また、上記実施形態では、可動子が可動中か停止中かによらず一定量の水が流通させられているが、可動子が可動中にのみ水が流通させられても良い。また、一定量の水が流通させられるのではなく、可動子の発熱量に応じて水の流通量が調整されても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、Ｘ軸可動子５２がブラケット１０Ａ，１０Ｂを介してＸ軸移動体６に取り付けられているが、ブラケット１０Ａ，１０Ｂを介さず直接Ｘ軸移動体６に取り付けられても良い。Ｙ軸可動子３２のＹ軸移動体４への取り付けについても同様である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ステージ装置、２…定盤、３…Ｙ軸シャフトモータ、４…Ｙ軸移動体、５…Ｘ軸シャフトモータ、６…Ｘ軸移動体、８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ…冷却ジャケット（冷却部材）、８Ｌ，９Ｌ…流体流路、１０Ａ，１０Ｂ…ブラケット、１０Ｌ…流体流路、１１…第１接続口（流体入口、流体出口）、１２…第２接続口（流体入口、流体出口）、３１…Ｙ軸固定子、３２…Ｙ軸可動子、５１…Ｘ軸固定子、５２…Ｘ軸可動子、８１，９１…第１接続口（流体入口、流体出口）、８２，９２…第２接続口（流体入口、流体出口）、ｔ…チューブ（流入チューブ、流出チューブ）、Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５…冷却ユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトモータを冷却するための冷却手段を備えたステージ装置、及び冷却ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シャフトモータを冷却するための冷却手段を備えたステージ装置が知られており、例えば以下の特許文献１には、冷却手段として軸型リニアモータ用放熱スリーブが開示されている。この放熱スリーブは断面コ字状で延在した部材から成り、その内周面はリニアモータ（シャフトモータ）が有する可動子の外形と同様な輪郭とされた嵌め空間となっている。そして、放熱スリーブは、嵌め空間内に可動子を嵌め込むようにして当該可動子の周面に組み付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ステージ装置では、通常、移動体の移動をガイドするガイド部材等の部品が可動子の周囲に配置されている。よって、このようなステージ装置において上述の放熱スリーブを可動子に着脱する際には、可動子の周囲に配置された部品が放熱スリーブと干渉し、放熱スリーブを取り付ける又は取り外すことが困難となるおそれがある。
【０００５】
また、上述のような放熱スリーブでは、シャフトモータの発熱量に対して放熱スリーブによる放熱量が著しく大きい又は小さい場合、放熱量を調整することが容易でなく、安定してシャフトモータを冷却することが困難となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができるステージ装置及び冷却ユニット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】
本発明に係るステージ装置は、定盤上を所定の方向に移動する移動体と、所定の方向に沿った軸状の固定子、及び移動体に設けられた可動子を有し、移動体を所定の方向に駆動するためのシャフトモータと、流体を流入させる流体入口、流体を流通させる流体流路、及び流体を排出させる流体出口を有し、可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、流体入口に接続され、冷却部材に流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、流体出口に接続され、冷却部材から流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る冷却ユニットは、定盤上を所定の方向に移動する移動体と、所定の方向に沿った軸状の固定子、及び移動体に設けられた可動子を有し、移動体を所定の方向に駆動するためのシャフトモータとを備えるステージ装置に取り付けられる冷却ユニットであって、流体を流入させる流体入口、流体を流通させる流体流路、及び流体を排出させる流体出口を有し、可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、流体入口に接続され、冷却部材に流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、流体出口に接続され、冷却部材から流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るステージ装置及び冷却ユニットでは、流体流路を有する冷却部材を、可動子における外周面の一又は複数の領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。よって、可動子の周囲に部品が配置されている場合であっても、当該部品が干渉しない領域に選択的に冷却部材を取り付ける又は取り外すことができ、冷却部材を可動子に容易に着脱することが可能となる。さらに、このように冷却部材を一又は複数の領域に対して選択的に着脱することが可能であるため、シャフトモータの発熱量に合わせて冷却部材を取り付ける領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。従って、本発明によれば、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができる。
【００１０】
また、冷却部材は、移動体と可動子との間に配置されて可動子を移動体に固定するブラケットを含むことが好ましい。この場合、移動体と可動子との間に、ブラケットを兼ねる冷却部材が介されることとなり、可動子から移動体への熱の移動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カスタマイズ性を高め、且つ安定してシャフトモータを冷却することができるステージ装置及び冷却ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステージ装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示すステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図３】図１に示すステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける液体の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るステージ装置及び冷却ユニットの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、「上」「下」の語は、図面の上下方向に対応するものであり便宜的なものである。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係るステージ装置を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、例えば、半導体を検査するための半導体検査装置や、半導体を露光するための半導体露光装置等に使用されるものである。このステージ装置１Ａは、定盤２、Ｙ軸シャフトモータ３，３、Ｙ軸移動体４、Ｘ軸シャフトモータ５，５、Ｘ軸移動体６、テーブル部７、冷却ジャケット（冷却部材）８Ａ，９Ａ及びポンプ５００を備えている。なお、「Ｘ軸方向」とは定盤２の上面２ａに平行な任意の一方向（所定の方向）であり、「Ｙ軸方向」とは上面２ａに平行且つＸ軸方向と垂直な他方向（所定の方向）である。
【００１５】
定盤２は直方体状の石材から成り、その上面２ａは平面加工が施されることにより平面度が高められている。また、定盤２におけるＹ軸方向に延在する側面のうち、後述のＹ軸ヨーエアベアリング４３から空気が噴射される側面２ｂについても、平面加工が施されて平面度が高められている。
【００１６】
Ｙ軸シャフトモータ３，３は、Ｙ軸移動体４を駆動させるためのものであり、それぞれＹ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２を有している。
【００１７】
Ｙ軸固定子３１は、その内部に複数の磁石を有しており、これら複数の磁石の同極同士が接合されて軸状を成している。一対のＹ軸固定子３１，３１は、定盤２の上面２ａにおけるＸ軸方向両端部に並設されており、それぞれＹ軸方向に沿って延在している。図１において紙面右上のＹ軸固定子３１は、定盤２の上面２ａから上方に向けて突出した柱３３，３３によって両端部が固定されている。図１において紙面左下のＹ軸固定子３１は、定盤２の側面２ｂから上方に向けて突出した柱３４，３４によって両端部が固定されている。
【００１８】
Ｙ軸可動子３２は、Ｙ軸固定子３１に沿って可動するものであり、Ｙ軸固定子３１に外挿されている。このＹ軸可動子３２は、内部にＹ軸固定子３１を取り囲むコイルを有しており、このコイルに電流を流すことで駆動される。
【００１９】
このＹ軸可動子３２は、ブラケット１０ＡによってＹ軸移動体４に固定されている。ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２と第１Ｙ軸移動体４ａ（後述）との間、及びＹ軸可動子３２と第２Ｙ軸移動体４ｂ（後述）との間に配置され、Ｌ字状を成している。ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２の側面３２ｄ及び下面３２ｃに沿うようにしてＹ軸可動子３２のＹ軸方向両端部にボルト（不図示）で着脱可能に取り付けられており、側面３２ｄ及び下面３２ｃと当接している。ここで、ブラケット１０Ａは、必ずしも側面３２ｄ及び下面３２ｃに沿うようにして取り付ける必要は無く、側面３２ｄ及び上面３２ａに沿うようにして取り付けても良い。また、ブラケット１０Ａは、必ずしも２つ用いる必要はなく、１つ又は３つ以上用いても良い。このように、ブラケット１０Ａは、Ｙ軸可動子３２における外周面の一又は複数の領域（以下、「取付領域」ともいう）に対して選択的に着脱可能となっており、本実施形態では、側面３２ｄ及び下面３２ｃにおける両端部が取付領域として選択されている。
【００２０】
ブラケット１０Ａには、流体流路１０Ｌが設けられている（図２参照）。これにより、当該ブラケット１０Ａは、この流体流路１０Ｌに水（流体）を流通させることで、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収して当該Ｙ軸可動子３２を冷却することが可能となっている。このように、ブラケット１０Ａは冷却部材に含まれる。
【００２１】
Ｙ軸移動体４は、第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂを有している。第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂは、それぞれブロック状を成しており、後述のＸ軸固定子５１，５１によって互いに連結されている。そして、Ｙ軸移動体４は、各Ｙ軸可動子３２を駆動することで定盤２の上面２ａ上をＹ軸方向に移動する。
【００２２】
第２Ｙ軸移動体４ｂには、Ｙ軸移動体４のＹ軸方向の移動をガイドするＹ軸ガイド４１が取り付けられている。このＹ軸ガイド４１は、側板４２と、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３とを有している。
【００２３】
側板４２は、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３、４３を支持するための部材であり、直方体状を成している。この側板４２は、その上部が第２Ｙ軸移動体４ｂの下部に取り付けられており、定盤２の側面２ｂと対向する面４２ａを有している。
【００２４】
Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３は、空気を噴射する気体静圧軸受として機能するものであり、側板４２の面４２ａにＹ軸方向に互いに離間して取り付けられている。このように構成されたＹ軸ガイド４１では、Ｙ軸ヨーエアベアリング４３，４３が定盤２の側面２ｂに向けて空気を噴射することで、Ｙ軸移動体４の移動をガイドする。
【００２５】
第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂの間には、Ｘ軸移動体６のＸ軸方向の移動をガイドするガイドレール４４が連結されている。このガイドレール４４は、Ｘ軸方向に延在しており、上方が開口したコ字状の断面を成している。
【００２６】
Ｘ軸シャフトモータ５，５は、Ｘ軸移動体６を駆動させるためのものであり、それぞれＸ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２を有している。Ｘ軸固定子５１及びＸ軸可動子５２は、それぞれＹ軸固定子３１及びＹ軸可動子３２と同様な構成とされている。一対のＸ軸固定子５１，５１は、第１Ｙ軸移動体４ａ及び第２Ｙ軸移動体４ｂの間にＹ軸方向に互いに離間して連結されており、それぞれＸ軸方向に沿って延在している。Ｘ軸可動子５２は、Ｘ軸固定子５１に外挿されており、Ｘ軸固定子５１に沿って可動する。
【００２７】
Ｘ軸可動子５２は、上述のＹ軸可動子３２と同様に、ブラケット１０ＡによってＸ軸移動体６に固定されている。すなわち、当該ブラケット１０Ａは、流体流路１０Ｌに水を流通させることで、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収して当該Ｘ軸可動子５２を冷却することが可能となっている。
【００２８】
Ｘ軸移動体６は、定盤２の上面２ａ上をＸ軸方向に移動するものであり、第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂを有している。第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂは、それぞれ直方体状を成している。第１Ｘ軸移動体６ａ及び第２Ｘ軸移動体６ｂは、テーブル部７によって互いに連結されている。そして、Ｘ軸移動体６は、各Ｘ軸可動子５２を駆動することで定盤２の上面２ａ上をＸ軸方向に移動する。テーブル部７は、半導体等を設置するためのものであり、半導体等が設置される円盤状の部材を有している。
【００２９】
冷却ジャケット８Ａは、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収してＹ軸可動子３２を冷却するものである。冷却ジャケット９Ａは、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収してＸ軸可動子５２を冷却するものである。冷却ジャケット８Ａ，９Ａは、それぞれ直方体状を成しており、それぞれＹ軸可動子３２及びＸ軸可動子５２における外周面の一又は複数の取付領域に対してボルトＢ，Ｂにより選択的に着脱可能となっている。
【００３０】
ここでの取付領域は、Ｙ軸可動子３２及びＸ軸可動子５２の周囲に設けられている部品の配置や取り回しに基づいて選択される。すなわち、冷却ジャケット８Ａは、Ｙ軸可動子３２の上面３２ａ及び側面３２ｄを取付領域としてこれらに当接するように取り付けられている。また、冷却ジャケット９Ａは、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａ及び下面５２ｃを取付領域としてこれらに当接するように取り付けられている。特に、本実施形態では、第２Ｙ軸移動体４ｂに取り付けられているＹ軸可動子３２の下方にＹ軸ガイド４１が配置されており、当該Ｙ軸可動子３２の外周面のうち下面３２ｃに冷却ジャケット８Ａを取り付けることが困難となっているため、上述したように、冷却ジャケット８Ａについて上面３２ａ及び側面３２ｂが取付領域として選択されている。
【００３１】
冷却ジャケット８Ａには、流体流路８Ｌが設けられており（図３参照）、この流体流路８Ｌに水を流通させることで、Ｙ軸可動子３２の可動により発生した熱を吸収することが可能となっている。また、冷却ジャケット９Ａには、流体流路９Ｌが設けられており（図２参照）、この流体流路９Ｌに水を流通させることで、Ｘ軸可動子５２の可動により発生した熱を吸収することが可能となっている。
【００３２】
ポンプ５００は、冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａに水を圧送するための圧送手段である。このポンプ５００は、例えば、定盤２から離れた位置に別体に設けられている。
【００３３】
なお、ステージ装置１Ａでは、Ｘ軸移動体６を鉛直方向に支持するためのリフトエアベアリング１００が、第１Ｘ軸移動体６ａの下部に１つ、第２Ｘ軸移動体６ｂの下部に２つ取り付けられている。また、Ｙ軸移動体４を鉛直方向に支持するためのリフトエアベアリング２００が、第１Ｙ軸移動体４ａの下部に１つ、第２Ｙ軸移動体４ｂの下部に２つ取り付けられている。
【００３４】
次に、本実施形態の冷却ユニットにおける水の流通経路について詳細に説明する。
【００３５】
図２は図１に示すステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図、図３は図１に示すステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【００３６】
図２に示すように、Ｘ軸可動子５２を冷却する冷却ユニットＵ１は、冷却ジャケット９Ａ，９Ａ、ブラケット１０Ａ，１０Ａ、及びチューブｔによって構成されている。また、図３に示すように、Ｙ軸可動子３２を冷却する冷却ユニットＵ２は、冷却ジャケット８Ａ，８Ａ、ブラケット１０Ａ，１０Ａ、及びチューブｔによって構成されている。
【００３７】
図２及び図３に示すように、ブラケット１０Ａの流体流路１０Ｌは、水を流通させるものであり、ブラケット１０Ａの外形形状、すなわちＬ字状に沿うように設けられている。このブラケット１０Ａには、流体流路１０Ｌに水を流入させる流体入口１１、及び流体流路１０Ｌから水を排出させる流体出口１２が設けられている。流体入口１１は一方の端面に位置し、流体出口１２は他方の端面に位置している。
【００３８】
流体入口１１及び流体出口１２には、それぞれ継手ｃが取り付けられている。継手ｃには、樹脂等で形成され軟質で可撓性を有するチューブｔが接続されている。継手ｃは、ここでは、チューブｔの着脱が容易に行えるいわゆるワンタッチ継手となっている。流体入口１１に接続されたチューブｔはブラケット１０Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口１２に接続されたチューブｔはブラケット１０Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。なお、チューブｔは、金属等で形成され硬質で高剛性のものであっても良い。
【００３９】
図２に示すように、冷却ジャケット９Ａの流体流路９Ｌは、水を流通させるものである。この流体流路９Ｌは、上方視ではＵ字状、Ｙ軸方向からの側面視では直線状を成しており、冷却ジャケット９Ａに広範に設けられている。冷却ジャケット９ＡのＸ軸方向に対向する側面９ｏ及び側面９ｐのうち側面９ｏには、流体流路９Ｌに水を流入させる流体入口９１、及び流体流路９Ｌから水を排出させる流体出口９２が、互いに離間して設けられている。流体入口９１及び流体出口９２には、チューブｔが接続された継手ｃが取り付けられている。流体入口９１に接続されたチューブｔは冷却ジャケット９Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口９２に接続されたチューブｔは冷却ジャケット９Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。
【００４０】
そして、冷却ユニットＵ１では、一方のブラケット１０Ａ、下面５２ｃに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、上面５２ａに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、他方のブラケット１０Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００４１】
図３に示すように、冷却ジャケット８Ａの流体流路８Ｌは、水を流通させるものであり、冷却ジャケット９Ａの流体流路９Ｌ（図２参照）と同様な構成とされている。冷却ジャケット８Ａの側面８ｏには、流体入口８１及び流体出口８２が、互いに離間して設けられている。流体入口８１及び流体出口８２には、チューブｔが接続された継手ｃが取り付けられている。流体入口８１に接続されたチューブｔは冷却ジャケット８Ａに水を流入させる流入チューブとして機能し、流体出口８２に接続されたチューブｔは冷却ジャケット８Ａから水を流出させる流出チューブとして機能する。
【００４２】
そして、冷却ユニットＵ２では、一方のブラケット１０Ａ、他方のブラケット１０Ａ、側面３２ｂに取り付けられた冷却ジャケット８Ａ、上面３２ａに取り付けられた冷却ジャケット８Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００４３】
また、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２には、それぞれケーブル（不図示）が接続されている。これらのケーブルは、ケーブルを支持し保護するためのケーブル保護部材（例えばケーブルベア（登録商標）等）に沿わされている。さらに、チューブｔもこのケーブル保護部材に沿わされている。これによって、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２が可動しても、チューブｔが他の部品と接触して破損することが抑制されている。
【００４４】
このような冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、電源を投入すると、まず一方のＸ軸可動子５２に取り付けられた冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａにポンプ５００から所定量の水が圧送される。そして、この水が他方のＸ軸可動子５２に取り付けられた冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａに供給された後、ポンプ５００に戻されることで、水が循環するようになっている。また、電源を投入すると、一方のＹ軸可動子３２に取り付けられた冷却ジャケット８Ａ及びブラケット１０Ａにポンプ５００から所定量の水が圧送される。そして、この水が他方のＹ軸可動子３２に取り付けられた冷却ジャケット８Ａ及びブラケット１０Ａに供給された後、ポンプ５００に戻されることで、水が循環するようになっている。
【００４５】
また、冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、Ｘ軸シャフトモータ５の発熱量が冷却ジャケット９Ａ及びブラケット１０Ａによる冷却量よりも大きい場合、新たな冷却部材を例えばＸ軸可動子５２の側面５２ｂ等に追加で取り付けると共に、チューブｔの接続を適宜変えて流通経路を変更すること（カスタマイズすること）で、冷却量を発熱量に応じて調整することが可能となっている。
【００４６】
また、冷却ユニットＵ１，Ｕ２を備えたステージ装置１Ａでは、例えばＸ軸シャフトモータ５の発熱量やＹ軸シャフトモータ３の発熱量が冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａによる冷却量よりも小さい場合、これらの少なくとも１つを取り外すと共に、チューブｔの接続を適宜変えて流通経路を変更すること（カスタマイズすること）で、冷却量を発熱量に応じて調整することが可能となっている。
【００４７】
以上、本実施形態においては、流体流路８Ｌを有する冷却ジャケット８Ａが、Ｙ軸可動子３２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。また、流体流路９Ｌを有する冷却ジャケット９Ａが、Ｘ軸可動子５２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。さらに、流体流路１０Ｌを有するブラケット１０Ａが、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２における外周面の一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能となっている。従って、Ｘ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２の周囲に部品が配置されている場合であっても、当該部品が干渉しない取付領域に選択的に冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａを取り付けることができる。よって、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、カスタマイズ性を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａが、一又は複数の取付領域に対して選択的に着脱することが可能である。そのため、Ｘ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３の発熱量に合わせて冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａの取付領域を適宜選択し、冷却量を調整することができる。よって、本実施形態に係るステージ装置１Ａは、安定してＸ軸シャフトモータ５及びＹ軸シャフトモータ３を冷却することができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、上述したように、Ｘ軸可動子５２をＸ軸移動体６に固定するブラケット１０Ａが冷却部材として兼用されている。このため、このブラケット１０ＡによりＸ軸移動体６とＸ軸可動子５２とが熱的に直接接触することが防止される。従って、Ｘ軸可動子５２からＸ軸移動体６への熱の移動を抑制でき、Ｘ軸移動体６が熱膨張して当該Ｘ軸移動体６の移動の精度が低下することを抑制できる。同様に、Ｙ軸移動体４とＹ軸可動子３２との間における熱の移動ついても、ブラケット１０Ａにより抑制できる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、ブラケット１０ＡがＬ字状を成していることからＸ軸可動子５２及びＹ軸可動子３２の側面よりも外側に突出しているため、下部に位置する流体入口１１又は流体出口１２がＸ軸可動子５２、Ｙ軸可動子３２及び周辺部材に隠れることが少なく、チューブｔを継手ｃに接続しやすくなっている。また、ステージ装置１Ａでは、いわゆるワンタッチ継手である継手ｃによりチューブｔの着脱が容易に行えるようになっている。そのため、流通経路の変更やメンテナンス等を容易に行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、Ｘ軸可動子５２，５２を冷却する系統と、Ｙ軸可動子３２，３２を冷却する系統との２系統が設けられているため、全ての冷却ジャケット８Ａ，９Ａ及びブラケット１０Ａに１系統のみで水を流通させる場合に比して、冷却の効率を向上させることができる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態に係るステージ装置について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００５３】
図４は本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図、図５は本発明の第２実施形態に係るステージ装置のＹ軸可動子に取り付けられた冷却ユニットにおける水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。
【００５４】
図４に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｂに取り付けられた冷却ユニットＵ３が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ１（図２参照）と異なる点は、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを２つ備えている点である。また、図５に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｂに取り付けられた冷却ユニットＵ４が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ２（図３参照）と異なる点は、Ｙ軸可動子３２の上面３２ａに冷却ジャケット８Ｂを２つ備えている点である。
【００５５】
図４に示すように、冷却ジャケット９ＢのＹ軸方向における長さは、冷却ジャケット９ＡのＹ軸方向における長さの約半分とされている。これにより、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積は冷却ジャケット９Ａの約半分とされており、上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを２つ取り付けることが可能となっている。同様に、図５に示すように、冷却ジャケット８ＢのＸ軸方向における長さは、冷却ジャケット８ＡのＹ軸方向における長さの約半分とされており、上面３２ａに冷却ジャケット８Ｂを２つ取り付けることが可能となっている。
【００５６】
そして、図４に示すように、冷却ユニットＵ３では、一方のブラケット１０Ａ、下面５２ｃに取り付けられた冷却ジャケット９Ａ、上面５２ａに取り付けられた一方の冷却ジャケット９Ｂ、上面５２ａに取り付けられた他方の冷却ジャケット９Ｂ、他方のブラケット１０Ａが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００５７】
また、図５に示すように、冷却ユニットＵ４では、一方のブラケット１０Ａ、他方のブラケット１０Ａ、側面３２ｂに取り付けられた冷却ジャケット８Ａ、上面３２ａに取り付けられた一方の冷却ジャケット８Ｂ、上面３２ａに取り付けられた他方の冷却ジャケット８Ｂが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００５８】
このような冷却ユニットＵ３，Ｕ４を備えたステージ装置１Ｂが、第１実施形態に係る上記ステージ装置１Ａと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００５９】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット８ＢのＹ軸可動子３２への当接面積が、冷却ジャケット８Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。同様に、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積が、冷却ジャケット９Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態に係るステージ装置について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。
【００６１】
図６は、本発明の第３実施形態に係るステージ装置のＸ軸可動子に取り付けられた冷却部材における水の流通経路の一例を示す概略斜視図である。図６に示すように、本実施形態に係るステージ装置１Ｃに取り付けられた冷却ユニットＵ５が第１実施形態に係る冷却ユニットＵ１（図２参照）と異なる点は、Ｘ軸可動子５２の上面５２ａに冷却ジャケット９Ｂを備えている点、下面５２ｃに冷却ジャケット９Ａを備えていない点、ブラケット１０Ａに代えてブラケット１０Ｂを備えている点である。
【００６２】
ブラケット１０Ｂは、Ｉ字状を成しており、側面５２ｄにのみ当接している。これにより、ブラケット１０ＢのＸ軸可動子５２への当接面積はブラケット１０Ａの約半分とされている。そして、冷却ユニットＵ５では、一方のブラケット１０Ｂ、冷却ジャケット９Ｂ、他方のブラケット１０Ｂが、チューブｔを介してこの順番で水を流通させる。
【００６３】
このような冷却ユニットＵ５を備えたステージ装置１Ｃが、第１実施形態に係るステージ装置１Ａと同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００６４】
また、本実施形態においては、冷却ジャケット９ＢのＸ軸可動子５２への当接面積が冷却ジャケット９Ａの約半分とされ、さらにブラケット１０ＢのＸ軸可動子５２への当接面積がブラケット１０Ａの約半分とされているため、ステージ装置１Ａに比して、細かく冷却量を調整することができる。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、水の流通経路は、図２〜６に示す流通経路に限定されず、チューブｔの接続を変更することで様々な流通経路とすることが可能である。また、上記実施形態では、流体として水が用いられているが、水以外の液体が流体として用いられても良いし、空気等の気体が流体として用いられても良い。要は、シャフトモータで発生した熱を吸収できる流体であれば良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、Ｘ軸可動子５２，５２を冷却する系統と、Ｙ軸可動子３２，３２を冷却する系統との２系統の冷却系統が設けられているが、各系統を可動子毎に２つに分けて、４系統の冷却手段が設けられていても良い。こうすると、さらに冷却の効率が向上する。
【００６７】
また、上記実施形態では、Ｘ軸シャフトモータ５，５及びＹ軸シャフトモータ３，３が用いられているが、シャフトモータは１つのみでも良い。また、上記実施形態では、継手ｃは、いわゆるワンタッチ継手となっているが、ワンタッチ継手でなくても良い。
【００６８】
また、上記実施形態では、冷却ジャケット８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ及びブラケット１０Ａ，１０Ｂは、ボルトによってＸ軸可動子５２又はＹ軸可動子３２に着脱可能に取り付けられているが、これに限定されるものではない。例えば、冷却部材及び可動子のいずれか一方に突起を設け、他方に当該突起と係合する係合孔を設けて、これら突起と係合孔とを係合させることで冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。また、接着材や両面テープによって冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。また、冷却部材の一部に、可動子と嵌め合う嵌合機構を設け、この嵌合機構を可動子に嵌合させることで冷却部材を可動子に着脱可能に取り付けても良い。要は、冷却部材と可動子との間で熱の移動が可能なように、冷却部材が可動子に着脱可能であれば良い。
【００６９】
また、上記実施形態の流体流路８Ｌは、流体入口８１が側面８ｏに設けられ、流体出口８２が側面８ｐに設けられ、これら流体入口８１と流体出口８２との間を蛇行するように流体流路８Ｌが設けられていても良い。要は、流体入口８１と流体出口８２とで連通された流体流路８Ｌであれば良い。流体流路９Ｌについても同様である。
【００７０】
また、上記実施形態では、可動子が可動中か停止中かによらず一定量の水が流通させられているが、可動子が可動中にのみ水が流通させられても良い。また、一定量の水が流通させられるのではなく、可動子の発熱量に応じて水の流通量が調整されても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、Ｘ軸可動子５２がブラケット１０Ａ，１０Ｂを介してＸ軸移動体６に取り付けられているが、ブラケット１０Ａ，１０Ｂを介さず直接Ｘ軸移動体６に取り付けられても良い。Ｙ軸可動子３２のＹ軸移動体４への取り付けについても同様である。
【符号の説明】
【００７２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ステージ装置、２…定盤、３…Ｙ軸シャフトモータ、４…Ｙ軸移動体、５…Ｘ軸シャフトモータ、６…Ｘ軸移動体、８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９Ｂ…冷却ジャケット（冷却部材）、８Ｌ，９Ｌ…流体流路、１０Ａ，１０Ｂ…ブラケット、１０Ｌ…流体流路、１１…第１接続口（流体入口、流体出口）、１２…第２接続口（流体入口、流体出口）、３１…Ｙ軸固定子、３２…Ｙ軸可動子、５１…Ｘ軸固定子、５２…Ｘ軸可動子、８１，９１…第１接続口（流体入口、流体出口）、８２，９２…第２接続口（流体入口、流体出口）、ｔ…チューブ（流入チューブ、流出チューブ）、Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５…冷却ユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤上を所定の方向に移動する移動体と、
前記所定の方向に沿った軸状の固定子、及び前記移動体に設けられた可動子を有し、前記移動体を前記所定の方向に駆動するためのシャフトモータと、
流体を流入させる流体入口、前記流体を流通させる流体流路、及び前記流体を排出させる流体出口を有し、前記可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、
前記流体入口に接続され、前記冷却部材に前記流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、
前記流体出口に接続され、前記冷却部材から前記流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブと、
を備えたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記冷却部材は、前記移動体と前記可動子との間に配置されて前記可動子を前記移動体に固定するブラケットを含むことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
定盤上を所定の方向に移動する移動体と、前記所定の方向に沿った軸状の固定子、及び前記移動体に設けられた可動子を有し、前記移動体を前記所定の方向に駆動するためのシャフトモータとを備えるステージ装置に取り付けられる冷却ユニットであって、
流体を流入させる流体入口、前記流体を流通させる流体流路、及び前記流体を排出させる流体出口を有し、前記可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、
前記流体入口に接続され、前記冷却部材に前記流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、
前記流体出口に接続され、前記冷却部材から前記流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブと、
を備えたことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項４】
前記冷却部材は、前記移動体と前記可動子との間に配置されて前記可動子を前記移動体に固定するブラケットを含むことを特徴とする請求項３に記載の冷却ユニット。
【請求項１】
定盤上を所定の方向に移動する移動体と、
前記所定の方向に沿った軸状の固定子、及び前記移動体に設けられた可動子を有し、前記移動体を前記所定の方向に駆動するためのシャフトモータと、
流体を流入させる流体入口、前記流体を流通させる流体流路、及び前記流体を排出させる流体出口を有し、前記可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、
前記流体入口に接続され、前記冷却部材に前記流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、
前記流体出口に接続され、前記冷却部材から前記流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブと、
を備えたことを特徴とするステージ装置。
【請求項２】
前記冷却部材は、前記移動体と前記可動子との間に配置されて前記可動子を前記移動体に固定するブラケットを含むことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
【請求項３】
定盤上を所定の方向に移動する移動体と、前記所定の方向に沿った軸状の固定子、及び前記移動体に設けられた可動子を有し、前記移動体を前記所定の方向に駆動するためのシャフトモータとを備えるステージ装置に取り付けられる冷却ユニットであって、
流体を流入させる流体入口、前記流体を流通させる流体流路、及び前記流体を排出させる流体出口を有し、前記可動子の外周面における一又は複数の領域に対し選択的に着脱可能な冷却部材と、
前記流体入口に接続され、前記冷却部材に前記流体を流入させる硬質又は軟質の流入チューブと、
前記流体出口に接続され、前記冷却部材から前記流体を流出させる硬質又は軟質の流出チューブと、
を備えたことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項４】
前記冷却部材は、前記移動体と前記可動子との間に配置されて前記可動子を前記移動体に固定するブラケットを含むことを特徴とする請求項３に記載の冷却ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６５６０４（Ｐ２０１２−１６５６０４Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１８４（Ｐ２０１１−２５１８４）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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