(57)【要約】【課題】  前後方向および回転方向のいずれにも制御対象の位置を制御できるようにするとともに、発塵や発熱がない位置制御機構を提供することである。【解決手段】  一対のリニアモータＲ１，Ｒ２のそれぞれにエアスライドＳ１，Ｓ２を一体的に設けるとともに、これらエアスライドには、それと一体的に移動する第１連結部材６，７を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材１０，１１を互いに対向させて設ける。そして、これら第２連結部材１０，１１の対向部間には、直動形軸受１２，１３を設け、これら一対の第２連結部材は、上記直動形軸受を介して相対移動可能にする一方、上記一対の第２連結部材のいずれか一方の第２連結部材に移動体１４を固定したことを特徴とする。【選択図】  図１
2006238579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の直動形駆動体のそれぞれに、これら直動形駆動体と一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設けるとともに、これら第２連結部材の対向部間には、直動形軸受を設け、これら一対の第２連結部材は、上記直動形軸受を介して相対移動可能にする一方、上記一対の第２連結部材のいずれか一方の第２連結材に移動体を固定したことを特徴とする位置制御機構。
【請求項２】
一対の直動形駆動体のそれぞれに、これら直動形駆動体と一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設け、これら第２連結部材の対向部間には、移動体を配置するとともに、この移動体と上記第２連結部材との対向部間に直動形軸受を設け、上記一対の第２連結部材と移動体とは、上記直動形軸受を介して相対移動可能にしたことを特徴とする位置制御機構。
【請求項３】
一対のリニアモータのそれぞれにエアスライドを一体的に設けるとともに、これらエアスライドには、それと一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設けるとともに、これら第２連結部材の対向部間には、直動形軸受を設け、これら一対の第２連結部材は、上記直動形軸受を介して相対移動可能にする一方、上記一対の第２連結部材のいずれか一方の第２連結部材に移動体を固定したことを特徴とする位置制御機構。
【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、工作機械、産業用ロボット等に用いるのに最適な位置制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、制御対象の水平方向の角度を制御するのに回転テーブルを用いることが多いが、従来の回転テーブルは、その回転軸を軸受で支持される。したがって、この回転テーブルの回転中心は固定化されたものになり、意図的に回転中心をずらすことはできない。
なお、この回転テーブルは、制御対象の水平方向の角度を制御するのに通常用いられているものなので、特に特許調査はしなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにした従来の回転テーブルでは、回転中心が固定化されているので、その中心をずらした回転角度を制御したり、あるいは前後方向の位置を制御したりすることは不可能であり、その分、自在な位置制御が制限されるという問題があった。
【０００４】
また、回転テーブルは、その駆動源となるモータ、およびボールねじやギア等の動力伝達機構から熱が発生したりすると、その熱によって各部材が膨張して、正確な位置制御に影響を及ぼすこともあった。しかも、モータ等が発熱すれば、それは焼き付きの原因になるが、その焼き付きを防止しようとすると、そのタクトを落とさなければならない。タクトを落とせば、当然のこととして、位置決めに要する時間が長くなり、それだけ迅速な処理に影響を及ぼすことになる。
【０００５】
さらに、回転テーブルの軸受にはグリースや油が含まれているので、クリーンな使用環境が求められる半導体製造装置に、この位置制御機構を用いると、上記グリースや油、あるいは摩耗粉などによる塵埃が発生しやすくなる。特に、半導体製造装置においては、高タクトな動作が求められるので、上記軸受部分などからの発塵がさらに多くなり、半導体の製造に支障を来すといった問題があった。
【０００６】
第１および第２の発明の目的は、前後方向および回転方向のいずれにも制御対象の位置を制御できるようにした位置制御機構を提供することである。
【０００７】
第３の発明の目的は、第１，２の発明の目的に加えて、発塵や発熱がない位置制御機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、一対の直動形駆動体のそれぞれに、これら直動形駆動体と一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設けるとともに、これら第２連結部材の対向部間には、直動形軸受を設け、これら一対の第２連結部材は、上記直動形軸受を介して相対移動可能にする一方、上記一対の第２連結部材のいずれか一方の第２連結部材に移動体を固定した点に特徴を有する。
【０００９】
第２の発明は、一対の直動形駆動体のそれぞれに、これら直動形駆動体と一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設け、これら第２連結部材の対向部間には、移動体を配置するとともに、この移動体と上記第２連結部材との対向部間に直動形軸受を設け、上記一対の第２連結部材と移動体とは、上記直動形軸受を介して相対移動可能にした点に特徴を有する。
【００１０】
第３の発明は、一対のリニアモータのそれぞれにエアスライドを一体的に設けるとともに、これらエアスライドには、それと一体的に移動する第１連結部材を設け、これら第１連結部材のそれぞれには、第１連結部材に対して回動可能にした第２連結部材を互いに対向させて設けるとともに、これら第２連結部材の対向部間には、直動形軸受を設け、これら一対の第２連結部材は、上記直動形軸受を介して相対移動可能にする一方、上記一対の第２連結部材のいずれか一方の第２連結部材に移動体を固定した点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
第１および第２の発明によれば、一対の直動形駆動体の移動位置をそれぞれ別々に制御することによって、移動体の回転中心をある程度変動させることができる。その分、角度調整の幅が広がるとともに、その適用範囲も大きくなる。
【００１２】
第３の発明によれば、移動体の回転中心をある程度変動させることができることに加えて、次のような効果を奏することができる。
先ず、リニアモータにエアスライドを一体的に設け、このエアスライドで第１，２連結部材を支持するようにしたので、第１，２連結部材および第１，２連結部材に設けた移動体の荷重がエアスライドに作用したとしても、その部分が発熱したり、あるいはその部分から発塵したりしない。したがって、クリーンな使用環境が求められる半導体製造装置にも最適な制御機構ということになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図５に示した第１実施形態は、一対の丸軸型のリニアモータＭ１，Ｍ２のそれぞれに同じく丸軸型のエアスライドＳ１，Ｓ２を一体的に設けたものである。このリニアモータＭ１，Ｍ２のそれぞれは、本体１に架設した丸軸型のレール２，３に摺動自在に設けたものであり、エアスライドＳ１，Ｓ２のそれぞれは、上記レール２，３と平行に架設した丸軸型のレール４，５に沿って移動するもので、これらリニアモータＭ１，Ｍ２とエアスライドＳ１，Ｓ２とは、一体化されている。したがって、リニアモータＭ１，Ｍ２がレール２，３に沿って移動すれば、それにともなってエアスライドＳ１，Ｓ２もレール４，５に沿って移動するものである。
また、上記エアスライドＳ１，Ｓ２には、それぞれ位置検出のための図示しないリニアエンコーダが横に配置されている。
【００１４】
なお、上記エアスライドＳ１，Ｓ２は、レール４，５に対して、空気圧の作用で非接触の状態を保ちながら移動するもので、すでに公知のものである。
【００１５】
上記のようにした一対のエアスライドＳ１，Ｓ２には、第１連結部材６，７の一端を固定している。そして、この第１連結部材６，７の他端には、アンギュラ軸受８，９を介して第２連結部材１０，１１を連結し、この第２連結部材１０，１１を第１連結部材６，７に対して回転自在にしている。しかも、これら一対の第２連結部材１０，１１は、第１連結部材６，７に直交する関係において、平行を保ちながら互いに対向するようにしている。そして、これら一対の第２連結部材１０，１１の対向部間には、直動形軸受１２，１３を設けて、両連結部材１０，１１を連係している。そして、上記直動形軸受１２，１３は公知のもので、両第２連結部材を相対移動可能に保ちながら、両者を連結するものである。
【００１６】
さらに、上記第２連結部材１０，１１のうちの一方の第２連結部材１１には、移動体１４を固定しているが、この移動体１４は、それ自体が位置制御対象になってもよいし、この移動体１４に載せた物体が位置制御対象になってもよいものである。
【００１７】
次に、この第１実施形態の作用を説明する。
今、リニアモータＭ１，Ｍ２を同時に駆動すると、それにともなってエアスライドＳ１，Ｓ２もレール４，５に沿って移動する。このとき、リニアモータＭ１，Ｍ２の相対的な移動量を等しくすれば、図２に示すように、移動体１４は前後方向においてその位置が制御される。
【００１８】
また、上記リニアモータＭ１，Ｍ２の相対的な移動量を相違させれば、図３および図４に示すように、移動体１４を角度θの方向に正転させたり逆転させたりできる。なお、このように移動体１４が角度θ分回動すると、移動体１４が第１連結部材６，７に対して直角になっているときよりも、アンギュラ軸受８，９の中心間の距離が長くなる。このようにアンギュラ軸受８，９の中心間の距離が長くなったときには、両第２連結部材１０，１１が上記直動形軸受１２，１３を介して相対移動して、長さの変化を吸収する。
【００１９】
さらに、移動体１４を前後方向に移動した位置で、その移動体１４を回動すれば、図５に示すように、移動体１４は、前後方向と回動方向とが合成された方向において位置制御ができることになる。
【００２０】
いずれにしても、この第１実施形態によれば、移動体１４を回動方向にも前後方向にも位置調整ができるとともに、それら回動方向および前後方向とが合成された方向にも位置制御ができるので、従来の回転テーブルに比べて、その制御方向の自由度が極端に大きくなる。制御方向の自由度が大きくなれば、目的に応じたいろいろな位置制御が可能になるとともに、位置制御機構としての用途も飛躍的に拡大する。
【００２１】
さらに、この第１実施形態によれば、エアスライドＳ１，Ｓ２を用いることができるので、機械的な接触部を少なくできる。このように機械的な接触部を少なくできるので、発塵量や発熱量を小さくできる。したがって、クリーンな使用条件を求められる半導体製造装置用の位置決め制御機構としても最適である。なお、リニアモータＭ１，Ｍ２のハウジングを、熱伝導性のよいアルミ製とするとともに、そのハウジングの表面には長穴状の掘り込みを設けて表面積を大きくしておけば、放熱性がよくなるので、リニアモータＭ１，Ｍ２の熱膨張よる位置決め精度の低下も抑えることができる。
【００２２】
上記第１実施形態では、リニアモータＭ１，Ｍ２を用いたが、必ずしもリニアモータでなくてもよい。例えば、スクリューシャフトにナット部材をはめ、このナット部材にエアスライドＳ１，Ｓ２を固定するようにしてもよい。この場合には、上記スクリューシャフトとナット部材とが相まって、この発明の直動形駆動体を構成するものである。ただし、この直動形駆動体にはリニアモータも含まれること当然である。
【００２３】
さらに、目的に応じては、上記エアスライドＳ１，Ｓ２を用いずに、直動形駆動体に第１連結部材を直接固定するようにしてもよい。このように直動形駆動体に第１連結部材を直接固定した実施形態を示したのが、図６に示した第２実施形態である。
この第２実施形態は、直動形駆動体であるリニアモータＲ１，Ｒ２に第１連結部材６，７の一端を固定したもので、その他は、第１実施形態と同様である。したがって、この第２実施形態においても、第１連結部材６，７と第２連結部材１０，１１とはアンギュラ軸受８，９を介して回動自在に連結されるとともに、一対の第２連結部材１０，１１は直動形軸受１２，１３を介して相対移動可能に連携されている。そして、一方の第２連結部材１１に移動体１４を固定している。
【００２４】
このようにした第２実施形態の位置制御機構は、半導体製造装置のようにクリーンな使用条件が求められず、正確な位置制御だけが求められる用途に最適である。
【００２５】
図７に示した第３実施形態は、直動形駆動体である一対のリニアモータＲ１，Ｒ２のそれぞれに、これらリニアモータＲ１，Ｒ２と一体的に移動する第１連結部材６，７の一端を固定している。そして、これら第１連結部材６，７のそれぞれには、第１連結部材６，７に対して回動可能にした第２連結部材１０，１１を互いに対向させて設け、これら第２連結部材１０，１１の対向部間には、移動体１４を配置している。しかも、この移動体１４と上記第２連結部材１０，１１との対向部間に直動形軸受１２，１３を設けている。したがって、第１，２実施形態と同様に、上記一対の第２連結部材１０，１１と移動体１４とは、直動形軸受１２，１３を介して相対移動可能となる。
【００２６】
なお、上記第３実施形態においても、エアスライドＳ１，Ｓ２を設け、このエアスライドＳ１，Ｓ２に第１連結部材６，７を固定するようにしてもよいこと当然である。
【００２７】
また、この発明の位置制御機構とは、移動体１４の前後位置および回動位置を制御することはもちろんであるが、例えば、レール２，３あるいは４，５を十分に長くして、移動体を決められた位置まで移動させる搬送機構も含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の平面図である。
【図２】移動体の制御方向を示す平面図である。
【図３】移動体の制御方向を示す平面図である。
【図４】移動体の制御方向を示す平面図である。
【図５】移動体の制御方向を示す平面図である。
【図６】第２実施形態の説明図である。
【図７】第３実施形態の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｍ１，Ｍ２      直動形駆動体であるリニアモータ
Ｓ１，Ｓ２      エアスライド
６，７          第１連結部材
１０，１１        第２連結部材
１２，１３        直動形軸受
１４              移動体
【図１】
2006238579.tif 000003
【図２】
2006238579.tif 000004
【図３】
2006238579.tif 000005
【図４】
2006238579.tif 000006
【図５】
2006238579.tif 000007
【図６】
2006238579.tif 000008
【図７】
2006238579.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月16日(2006.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらに、目的に応じては、上記エアスライドＳ１，Ｓ２を用いずに、直動形駆動体に第１連結部材を直接固定するようにしてもよい。このように直動形駆動体に第１連結部材を直接固定した実施形態を示したのが、図６に示した第２実施形態である。
この第２実施形態は、直動形駆動体であるリニアモータＭ１，Ｍ２に第１連結部材６，７の一端を固定したもので、その他は、第１実施形態と同様である。したがって、この第２実施形態においても、第１連結部材６，７と第２連結部材１０，１１とはアンギュラ軸受８，９を介して回動自在に連結されるとともに、一対の第２連結部材１０，１１は直動形軸受１２，１３を介して相対移動可能に連携されている。そして、一方の第２連結部材１１に移動体１４を固定している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図７に示した第３実施形態は、直動形駆動体である一対のリニアモータＭ１，Ｍ２のそれぞれに、これらリニアモータＭ１，Ｍ２と一体的に移動する第１連結部材６，７の一端を固定している。そして、これら第１連結部材６，７のそれぞれには、第１連結部材６，７に対して回動可能にした第２連結部材１０，１１を互いに対向させて設け、これら第２連結部材１０，１１の対向部間には、移動体１４を配置している。しかも、この移動体１４と上記第２連結部材１０，１１との対向部間に直動形軸受１２，１３を設けている。したがって、第１，２実施形態と同様に、上記一対の第２連結部材１０，１１と移動体１４とは、直動形軸受１２，１３を介して相対移動可能となる。