(57)【要約】【課題】直動案内の周辺環境を常時クリーンな状態に維持可能であって且つ軽量でありながら高い強度を有する低価格な移動装置を提供する。【解決手段】各種の移動対象物を所定方向に案内する直動案内と、直動案内を支持する基台(ビーム４)とを備えた移動装置であって、基台は、その両端４ｅが開口した中空の缶材で構成され、双方の開口が蓋体３４で閉塞されていると共に、基台には、当該基台内部に連通した吸引用穴３６と、吸引機構が接続可能な吸引用継手３８とが設けられており、吸引用継手に接続した吸引機構で基台内部を負圧に引くことにより吸引用穴から外気を吸引することが可能である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の移動対象物を所定方向に案内する直動案内と、直動案内を支持する基台とを備えた移動装置であって、
基台は、その両端が開口した中空の缶材で構成され、双方の開口端が蓋体で閉塞されていると共に、基台には、当該基台内部に連通した吸引用穴と、吸引機構に接続可能な吸引用継手とが設けられており、吸引用継手に接続させた吸引機構で基台内部を負圧に引くことにより吸引用穴から外気を吸引することが可能であることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
基台は、移動装置の駆動時に生じる発塵の吸引用ダクトとして兼用可能であることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
基台には、直動案内に沿って複数の吸引用穴が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶や半導体などの各種基板の製造装置に用いられ、各種の移動対象物を所定方向に移動させる移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば各種基板の製造装置に用いられる移動装置には、各種の移動対象物(例えば、基板検査用器具や各種加工用ツールを取付可能な可動板など)を所定方向に案内する直動案内が設けられている(特許文献１)。直動案内の構成例としては、例えば図３(ａ)に示すように、所定方向に延出したガイドレール１２と、ガイドレール１２に沿って移動自在に配置された案内スライダ１４と、案内スライダ１４に固定される連結板１００をガイドレール１２に沿って往復動させる駆動機構とを備えて構成されており、連結板１００には、各種の移動対象物を連結可能である。
【０００３】
駆動機構としては、各種リニアモータやボールねじ、伝動ベルトなどが挙げられる。一例として図面には、ブラシレスリニアモータの一種を用いた場合を示しており、ガイドレール１２に沿って延出したステータ１６と、ステータ１６に沿って移動自在に位置決めされた駆動スライダ１８とが例示されており、駆動スライダ１８と案内スライダ１４とは連結板２４を介して連結されている。この構成において、図３(ｃ)に示すように、ステータ１６には、互いに平行に対向して立ち上げられた一対のステータ壁１６ａが設けられており、これら一対のステータ壁１６ａの対向面には、それぞれ複数の永久磁石２０が駆動スライダ１８の移動方向に沿って所定間隔で対向配列されている。なお、複数の永久磁石２０は、その隣り合う永久磁石２０の表面(駆動スライダ１８に対面する側の面)の磁極(Ｎ極とＳ極)が交互に並ぶように配列されている。
【０００４】
駆動スライダ１８は、ステータ１６の一対のステータ壁１６ａの間を通過可能な寸法に構成されており、その両側面(ステータ壁１６ａに設けられた複数の永久磁石２０に対向する面)には、例えば３相のコイル２２が永久磁石２０の配列方向に沿って所定間隔で固定されている。このような駆動機構において、図示しないコントローラから３相のコイル２２に順次電流を流して、各コイル２２の磁極をＳ極またはＮ極に変えると、その際の磁極と永久磁石２０の磁束とが反応することにより、フレミングの左手の法則に従って駆動スライダ１８を矢印X1,X2方向に移動させることができる。このとき、案内スライダ１４がガイドレール１２に沿って往復動し、それに伴って案内スライダ１４に取り付けられた連結板１００が移動することで、当該連結板１００に連結された各種の移動対象物を矢印X1,X2方向に移動させることができる。なお、上記のような移動装置の変形例として、例えば駆動機構及びガイドレールの取付面が垂直壁の側面に設けられてる場合もある。
【０００５】
ところで、上述したような直動案内は、スペーサ１０を介して基台Ｐ上に支持されているが、当該基台Ｐは、直動案内を安定して支持するために、耐震性に優れた材料で形成されている。このような耐震性材料としては例えば鋳物を適用することができるが、中実の鋳物で基台Ｐを形成すると、基台Ｐが高重量化してしまう。特に、基台Ｐの両端を支持するとともに連結板１００の移動方向と直交する方向に基台Ｐを往復移動可能な移動装置と組合せ、連結板１００をこれら直交する２軸方向に移動可能とする場合、基台Ｐを含む可動部分の軽量化が望まれる。そこで、例えば図３(ｂ)に示すように、リブ構造とするとともに当該基台Ｐの側面に複数の抜き穴Ｈを設けて、軽量化を図った基台Ｐが提案されている。
【０００６】
しかしながら、複数の抜き穴Ｈを基台Ｐに形成するには、抜き穴形成用装置が別途必要になるだけで無く、複数の抜き穴Ｈを形成するための手間と時間がかかるため、基台Ｐの製造効率が低下すると共に、製造コストが上昇してしまう。また、抜き穴Ｈの数によっては基台Ｐの強度が低下してしまう場合がある。更に、構築したリブＬの重量が加わることで基台Ｐの軽量化には限界がある。
【０００７】
また、例えば液晶や半導体などの各種基板の検査を行う製造ラインを想定すると、かかる製造ラインでは、極僅かな発塵などが完成品(基板)の出来不出来に大きく影響するため、通常、例えばクリーンルームに製造ラインを構築する。上述したような移動装置(直動案内)がこのような環境下で使用される場合では、例えば移動対象物を移動させる際のガイドレール１２と案内スライダ１４との摺接などが発塵を促し、周囲の環境を汚染する場合がある。
【０００８】
直動案内で移動対象物を移動させている間、特にガイドレール１２と案内スライダ１４とは常に摺接状態にあり、これにより発塵が直動案内の周辺環境に発生し続けることになる。このような状況を改善するためには、発塵が発生すると同時に当該発塵を吸引除去することで、直動案内の周辺環境を常時クリーンな状態に維持することができるが、吸引除去のための構成を別途設ける必要があり、移動装置の大型化を招くことになる。また、大型の移動装置では、吸引除去を行う箇所も多く必要となり、それに対応して吸引除去のための配管なども多く必要となる。
【特許文献１】特開平７−２７６２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、直動案内の周辺環境を常時クリーンな状態に維持可能であって且つ軽量でありながら高い強度を有する低価格な移動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、各種の移動対象物を所定方向に案内する直動案内と、直動案内を支持する基台とを備えた移動装置であって、基台は、その両端が開口した中空の缶材で構成され、双方の開口端が蓋体で閉塞されていると共に、基台には、当該基台内部に連通した吸引用穴と、吸引機構に接続可能な吸引用継手とが設けられており、吸引用継手に接続させた吸引機構で基台内部を負圧に引くことにより吸引用穴から外気を吸引することが可能である。
本発明において、基台は、移動装置の駆動時に生じる発塵の吸引用ダクトとして兼用可能である。この場合、基台には、直動案内に沿って複数の吸引用穴が設けることが可能であり、
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、直動案内の周辺環境を常時クリーンな状態に維持可能であって且つ軽量でありながら高い強度を有する低価格な移動装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る移動装置について添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、例えば液晶や半導体などの各種基板を製造する製造装置に用いる移動装置を想定している。
図１(ａ)には、本発明の一実施の形態に係る移動装置全体の構成例が概略的に示されている。本実施の形態の移動装置は、複数本の缶材2a,2b,2c,2dを同一平面上で相互に連結して構築された製缶構造の基台２と、基台２の両側に設けられた直動案内と、直動案内相互間を横断して架設され、当該直動案内により所定方向に案内(移動)されるビーム(基台とも言う)４とを備えている。
【００１３】
本実施の形態では一例として、基台２は、４本の缶材2a,2b,2c,2dを同一平面上で相互に連結して矩形状に構築されており、缶材２ａと缶材２ｂとは互いに平行に対向配置されていると共に、缶材２ｃと缶材２ｄとは互いに平行に対向配置されている。この場合、各缶材2a,2b,2c,2dの連結方法としては、例えば溶接、接着、ボルト締め、嵌め合いなどの各種方法で連結させることが可能である。また、各缶材2a,2b,2c,2dは、軽量化を図るために中空の角柱形状を成しているが、例えば円柱形状や楕円柱形状としても良い。
【００１４】
このような基台２は、除振機構６を介して架台８に支持されており、架台８は、図示しないベースに固定(又は、載置)されている。本実施の形態では一例として、架台８には、４本の支柱８ａが立設されており、基台２は、例えばその四隅が除振機構６を介して４本の支柱８ａで支持されている。この場合、それぞれの支柱８ａ相互間には、梁部材８ｂが介在されており、これにより架台８の剛性が高められている。なお、各支柱８ａは、４本に限定されることは無く、例えば基台２の重量や大きさ或いは形状に応じて３本或いは５本以上設けてもよい。
【００１５】
また、基台２と架台８(支柱８ａ)との間に介在させる除振機構６としては、例えば空気バネやゴムなどの弾性材で基台２の微振動を制御する構成や、磁力作用により基台２の微振動を制御する構成など各種の構成を適用することができる。なお、磁力作用により微振動を制御する構成では、除振テーブルに磁力を作用させることで、基台２の微振動を制御することが可能である。このような除振機構６を基台２と架台８(支柱８ａ)との間に介在させることにより、外部から架台８を介して働いた振動は、除振機構６で吸収(絶縁)され基台２に伝達されることは無い。また、直動案内によりビーム４を所定方向に移動させる際に生じた振動も除振機構６で吸収(絶縁)されるため、ビーム４を滑らかに移動させて所定位置に高精度に位置決めすることができる。
【００１６】
また、本実施の形態では一例として、直動案内は、互いに平行に対向した缶材２ａ及び缶材２ｂ上にそれぞれスペーサ１０を介在して設けられている。この場合、スペーサ１０は、缶材２ａ及び缶材２ｂ上に沿って延在して設けられており、その上面には直動案内を固定する固定面１０ｓが設けられていると共に、当該固定面１０ｓは、平坦状に仕上げ加工が施されている。これにより、各スペーサ１０の固定面１０ｓに固定された各直動案内は、互いに同一平面上に高精度に且つ安定して位置決めされる。なお、各スペーサ１０を缶材２ａ及び缶材２ｂ上に設ける方法としては、例えば接着、ねじ止め、溶接、嵌め込みなどの各種の固定方法を適用することが可能である。
【００１７】
また図１(ａ)及び図３(ｃ)に示すように、各直動案内は、スペーサ１０(缶材２ａ、缶材２ｂ)の延在方向に沿って延出したガイドレール１２と、ガイドレール１２に沿って移動自在に配置された案内スライダ１４と、この案内スライダ１４に固定される移動対象(後述)をガイドレール１２に沿って往復動させる駆動機構とを備えて構成されている。なお、案内スライダ１４は、ガイドレール１２を跨るように形成されており、その状態でガイドレール１２に沿って摺動する。
【００１８】
この場合、案内スライダ１４とガイドレール１２との間に複数の転動体(例えば、玉、ころ)を介在させることにより、案内スライダ１４をガイドレール１２に沿って滑らかに摺動させることができる。例えば案内スライダ１４に複数の転動体(図示しない)を循環させる循環路(図示しない)を構成し、案内スライダ１４の移動中に循環路を通ってガイドレール１２と案内スライダ１４との間に複数の転動体を循環させることで、案内スライダ１４をガイドレール１２に沿って滑らかに摺動させることができる。図示は省略するが、ガイドレール１２の幅方向両側及び案内スライダ１４の内側面両側には例えば２列の転動溝が設けられている。
【００１９】
移動対象をガイドレール１２に沿って往復動させる駆動機構は、ガイドレール１２に沿って平行に延出したステータ１６と、ステータ１６に沿って移動自在に配置された駆動スライダ１８とを備えている。なお、駆動機構の詳細な構成及びその動作については、既に上述したので(図３(ｃ)参照)、ここではその説明は省略する。
【００２０】
このような駆動機構において、駆動スライダ１８は、連結板２４を介して案内スライダ１４に連結されている。この場合、連結板２４に案内スライダ１４及び駆動スライダ１８を連結させる方法としては、例えば接着、ねじ止め、溶接、嵌め込みなどの各種の連結定方法を適用することが可能である。なお、ガイドレール１２及びステータ１６をスペーサ１０の固定面１０ｓに固定する方法も、例えば接着、ねじ止め、溶接、嵌め込みなどの各種の連結定方法を適用することが可能である。
【００２１】
また、連結板２４には、移動対象であるビーム４が連結されている。この場合、駆動スライダ１８を移動させると、その際の移動力は連結板２４に伝達され、当該連結板２４を矢印S1,S2方向に移動させようとする。このとき、連結板２４に連結された案内スライダ１４がガイドレール１２に沿って摺動することにより、当該連結板２４を安定して矢印S1,S2方向に移動させることができる。これにより、連結板２４に連結されたビーム４を当該連結板２４の移動に従って矢印S1,S2方向に移動させることができる。
【００２２】
図１(ａ)に示すように、ビーム４には、例えば基板検査用器具(例えば、顕微鏡、各種測定器など)、各種加工ツール又はこれらの昇降機構などを連結可能な連結板２６と、連結板２６をビーム４に沿って矢印T1,T2方向に移動させる移動機構(直動案内とも言う)とが搭載されている。また、ビーム４には、当該ビーム４に沿って延出した一対のガイドレール２８が配設されており、連結板２６の裏面に固定された前記案内スライダ１４と同様の構成の複数の案内スライダ(図示しない)がガイドレール２８を跨るように形成され、その状態でガイドレール２８に沿って摺動する。従って、連結板２６は、これらガイドレール２８に沿って脱落すること無く移動できるように構成されている。また、移動機構は、一対のガイドレール２８間に当該ガイドレール２８に沿って延出したステータ３０と、連結板２６の背面(ステータ３０に対向した面)に固定された例えば３相のコイル(図示しない)とを備えて構成されている。
【００２３】
この場合、ステータ３０には、複数の永久磁石(図示しない)が連結板２６の移動方向に沿って所定間隔で配列されており、連結板２６の背面に固定された３相のコイルは、永久磁石２０の配列方向に沿って所定間隔で配列されている。なお、連結板２６を矢印T1,T2方向に移動させる方法は、上述した駆動機構と同様であるため、その説明は省略する。
【００２４】
このような移動装置によれば、駆動機構でビーム４を矢印S1,S2方向に移動させると共に、連結板２６を矢印T1,T2方向に移動させることにより、基板検査用器具により例えば液晶や半導体などの各種基板全体の検査を行うことができる。この場合、ビーム４及び連結板２６を所定位置で停止させる停止制御機構としては、例えばガイドレール12,28に沿って図示しない光センサ(例えば、受発光素子など)を敷設し、案内スライダ１４(又は、連結板２４)及び連結板２６が通過する際に光センサから出力される信号に基づいて、上述した駆動機構及び移動機構を停止制御すれば良い。
【００２５】
なお、実際の装置構成において、基台２を構成する缶材2c,2d上に取付られてワークベースが設けられ、当該ワークベース上に例えば液晶や半導体などの各種基板がセットされるが、図面ではワークベースを省略している。また、上述した直動案内の駆動機構に電力を供給するための各種ケーブルが配設されるが、図面では当該ケーブルを省略している。更に、ビーム４に搭載された連結板２６を移動させる移動機構に電力を供給するための各種ケーブルが配設されるが、図面では当該ケーブルを省略している。また更に、基板検査用器具を制御したり、検査信号を送信するための各種ケーブルも配設されるが、図面では当該ケーブルを省略している。
【００２６】
このような位置決め装置において、その基台２には、４本の缶材2a,2b,2c,2dを同一平面上で相互に連結して囲んだ領域に、当該領域を横断する方向に補強缶３２が設けられており、当該補強缶３２は、基台２と同一平面上に位置決めされている。本実施の形態では一例として、互いに平行に対向した缶材２ａと缶材２ｂと間に、これら缶材2a,2bを横断(例えば、直交)する方向に１本の補強缶３２が設けられている。この場合、補強缶３２は缶材2a,2bの中央位置であって、当該補強缶３２と缶材2c,2dとが等間隔で整列する位置に配置することが好ましい。なお、かかる補強缶３２を中央位置よりも缶材２ｃ又は缶材２ｄ寄りに配置しても良い。
【００２７】
補強缶３２は、基台２を構成する各缶材2a,2b,2c,2dと同一形状に形成しても良いし、或いは、異なる形状に形成しても良い。なお、図面では、各缶材2a,2b,2c,2dと同一形状の補強缶３２を例示している。この場合、補強缶３２を基台２に設ける方法としては、例えば溶接、接着、ボルト締め、嵌め合いなどの各種方法で固定させることが可能である。ここで、補強缶３２や各缶材2a,2b,2c,2d及びビーム４の材質としては、例えば鉄鋼やチタンなどの比較的剛性の高い材料を適用することが好ましい。
【００２８】
以上、本実施の形態の移動装置において、図１(ｂ),(ｃ)に示すように、ビーム(基台とも言う)４は、その両端４ｅが開口した中空の缶材で構成され、双方の開口端４ｅが蓋体３４で閉塞されていると共に、ビーム４には、ビーム内部に連通した吸引用穴３６と、吸引機構に接続可能な吸引用継手３８とが設けられている。
【００２９】
この場合、蓋体３４とビーム４の開口端４ｅとは、例えば溶接、接着、ボルト締め、嵌合、圧着、溶着など各種の固定方法で互いに固定することが可能である。また、蓋体３４の材質としては、ビーム４の材質(例えば鉄鋼、アルミ合金やチタンなど)と同様のものを適用しても良いし、或いは、他の材料(例えば樹脂)を適用しても良い。要するに当該蓋体３４で開口端４ｅを閉塞した状態においてビーム内部を気密状態に保持できれば、任意の材質の蓋体３４を適用することが可能である。このように、蓋体３４を開口端４ｅに固定するだけでビーム(基台)４の強度を向上させることができるため、従来の基台に比べて軽量化と共に、低価格化を同時に実現することが可能となる。
【００３０】
また、吸引用穴３６は、ビーム４の各側面(例えば、上面Ｍ１、移動機構取付面Ｍ２、底面Ｍ３など)に必要な数だけ任意の大きさで、且つ所望のレイアウトで設けることが可能である。この場合、発塵源に接近させて吸引用穴３６を設けることが好ましい。図面には一例として、移動機構取付面Ｍ２に複数の吸引用穴３６が発塵源となりうる直動案内に沿って設けられた構成例が示されている。なお、吸引用穴３６は、蓋体３４に設けることも可能である。また、吸引用継手３８から離れるほど吸引用穴３６の径を大きくし、各吸引用穴３６の吸引力の均一化を図るようにしても良い。
【００３１】
また、吸引用継手３８は、蓋体３４と一体成形しても良いし、或いは、蓋体３４とは別体で形成し、当該蓋体３４に装着しても良い。また、吸引用継手３８の個数やレイアウト或いは大きさについても任意に設定することが可能である。なお、このような吸引用継手３８に接続可能な吸引機構としては、例えば吸引ポンプや真空ポンプなど各種のポンプを適用することが可能であり、当該吸引機構から延出した吸引用ホースやパイプなど(図示しない)を吸引用継手３８に接続する。
【００３２】
このような構成によれば、吸引用継手３８に接続した吸引機構でビーム４内部を負圧に引くことにより吸引用穴３６から外気を吸引することが可能となる。この場合、ビーム４は吸引用ダクトとして兼用可能となり、その結果、吸引除去用の設備のために必要なスペースを移動機構周囲に新たに必要とすること無く、更に、移動機構の大型化を招くこと無く、例えば移動機構で連結板２６を移動させる際に生じる発塵を吸引用穴３６から吸引し、吸引用ホースやパイプなどを介して外部に排気することが可能となる。この結果、移動機構(直動案内)の周辺環境を常時クリーンな状態に維持することができる。また、ビーム４内全体が負圧となるため、各吸引用穴３６毎に配管を設ける必要も無く、吸引用継手３８のみへの最小限の配管で済む。これにより装置全体の製造コストを低減させることが可能となる。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変更することが可能である。
第１の変形例として例えば図２(ａ)に示すように、基台２を構成する２つの缶材2a,2b(図面では缶材２ｂのみを示す)を吸引用ダクトとして兼用可能に構成しても良い。具体的に説明すると、本変形例において、缶材2a,2bは、その両端が開口した中空の缶材で構成され、双方の開口端が蓋体３４で閉塞されていると共に、缶材2a,2b及びスペーサ１０を貫通して缶材内部に連通した複数の吸引用穴３６がガイドレール１２に沿って複数設けられている。また、蓋体３４には、吸引機構に接続可能な吸引用継手３８とが設けられている。
【００３４】
このような構成によれば、例えば駆動機構(直動案内)によりビーム４を矢印S1,S2方向に移動させる際に生じる発塵を吸引用穴３６から吸引し、吸引用ホースやパイプなどを介して外部に排気することが可能となる。この結果、駆動機構(直動案内)の周辺環境を常時クリーンな状態に維持することができる。なお、本変形例において、蓋体３４、吸引用穴３６、吸引用継手３８の構成は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００３５】
第２の変形例として例えば図２(ｂ)に示すように、図２(ａ)で示した吸引用穴３６に加えて、２つの缶材2a,2bのうち、缶材2c,2d及び補強缶３２との連結部分に連通路４０を設けることで、缶材2a,2bの吸引用継手３８に接続された吸引機構による負圧作用を基板２及び補強缶３２の全体に亘って働かせることが可能となる。この場合、必要に応じて缶材2c,2d及び補強缶３２にも複数の吸引用穴３６を適宜設けても良く、そうすることで、移動装置全体の周辺環境をクリーンな状態に維持することができる。なお、缶材2a,2bを含め缶材2c,2d及び補強缶３２の吸引用穴３６の数や大きさ或いはレイアウトなどは、移動装置の周辺環境や使用目的に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００３６】
第１の変形例或いは第２の変形例のように、基台２が固定部である場合、吸引用継手３８及びこれに接続される吸引用ホースに代えて、例えばシロッコファンのようなファン装置を蓋体３４に設けられた穴に取り付けるとともに、その排気部に排気用ダクトを連結するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る移動装置の構成を示す斜視図、(ｂ)は、ビームの開口端における蓋体の配置構成を示す分解斜視図、(ｃ)は、ビームの開口端に蓋体が固定された状態を示す斜視図。
【図２】(ａ)は、本発明の第１の変形例に係る移動装置の構成例を示す斜視図、(ｂ)は、本発明の第２の変形例に係る移動装置の構成例を示す斜視図。
【図３】(ａ)は、従来の移動装置に設けられた直動案内の構成例を示す斜視図、(ｂ)は、直動案内を支持する基台の構成を示す図、(ｃ)は、直動案内の駆動機構の構成例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
２  基台
４  ビーム
６  除振機構
８  架台
１０  スペーサ
１２，２８  ガイドレール
１４  案内スライダ
１６，３０  ステータ
１８  駆動スライダ
２４、２６  連結板
３２  補強缶
３４  蓋体
３６  吸引用穴
３８  吸引用継手
【図１】
2006342894.tif 000003
【図２】
2006342894.tif 000004
【図３】
2006342894.tif 000005