(57)【要約】【課題】ボールねじが直動案内装置に一体化された構造の一軸アクチュエータであって、高負荷に耐えられるものを提供する。【解決手段】一軸アクチュエータ１０は、断面がＵ字状に形成された案内レール１と、案内レール１のＵ字状の凹部内に、案内レールの長手方向１に沿って配置され、内部にナット部が形成された第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂを有する。また、案内レール１と平行に延び、両ナット部を貫通するねじ軸３を有する。ねじ軸３は、左ねじ部分３Ａと右ねじ部分３Ｂを有する。第一スライダ２Ａと左ねじ部分３Ａと複数のボールとからなるボールねじ機構と、第二スライダ２Ｂと右ねじ部分３Ｂと複数のボールとからなるボールねじ機構を有する。案内レール１と第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂと共に直動案内機構を構成する転動体はころである。【選択図】図１
2017223331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面がＵ字状に形成された案内レールと、
前記案内レールのＵ字状の凹部内に、前記案内レールの長手方向に沿って配置された第一スライダおよび第二スライダと、
前記案内レールと前記第一スライダおよび前記第二スライダとの間に配置されて直動案内機構を構成する複数の転動体と、
前記第一スライダ内および前記第二スライダ内に、前記案内レールと平行にそれぞれ形成されたナット部と、
前記案内レールと平行に延び、前記第一スライダおよび前記第二スライダの前記ナット部を貫通するねじ軸であって、左ねじ部分と右ねじ部分を有するねじ軸と、
前記第一スライダの前記ナット部と前記ねじ軸の左ねじ部分との間に配置されてボールねじ機構を構成する複数のボールと、
前記第二スライダの前記ナット部と前記ねじ軸の右ねじ部分との間に配置されてボールねじ機構を構成する複数のボールと、
を有し、
前記案内レールは、前記第一スライダおよび前記第二スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、前記転動体の軌道を構成する軌道面を有し、
前記第一スライダおよび前記第二スライダは、前記案内レールの前記軌道面に対向配置されて前記軌道を構成する軌道面と、前記転動体の戻し路と、前記戻し路と前記軌道とを連通させる方向転換路を有し、
前記転動体はころであり、
前記ねじ軸の作動により、前記ボールねじ機構で前記第一スライダおよび前記第二スライダが互いに近接または離反する方向に送られ、前記第一スライダ、前記第二スライダ、前記案内レール、および前記ころで構成される直動案内機構により、前記第一スライダおよび前記第二スライダが案内される一軸アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ボールねじが直動案内装置に一体化された構造の一軸アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロボットや測定装置等においては、対象物に対するチャックやセンタリングの用途で、エアーシリンダが用いられてきた。しかし、工場では、脱エアー化のために電動化が進められている。そのため、エアシリンダに代えて、ボールねじが直動案内装置（案内レールとスライダと転動体とからなり、転動体を介してスライダが案内レールに対して相対移動する装置）に一体化された構造の一軸アクチュエータが用いられている。
ボールねじが直動案内装置に一体化された構造の一軸アクチュエータとしては、例えば特許文献１に記載された直線作動ユニットが挙げられる。この直線作動ユニットは、長尺の案内レールと、軸方向に沿って左ねじ部分と右ねじ部分とを有する送りねじと、送りねじを回転自在に且つ案内レールと平行に支持する軸受と、軸受の外輪を内部に固定支持するハウジングと、第一および第二のナットブロックとを有する。案内レールは軸方向の転動体転動溝を両内側面に有する。
第一および第二のナットブロックは、案内レールの転動体転動溝に対向する転動体転動溝を有し、両転動溝に転動自在に配置されたボールを介して、案内レールに沿って摺動する。また、第一のナットブロックは、送りねじの左ねじ部分に摺動自在に螺合され、第二のナットブロックは、送りねじの右ねじ部分に摺動自在に螺合されている。この直線作動ユニットは、送りねじの回転により、二つのナットブロックが左右相反する方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２６０３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の直線作動ユニットは、ボールねじと直動案内装置を別々に配置した場合と比較してコンパクトなものではあるが、重量物（自動車のボディやフレーム）などをチャックやセンタリングの対象物とした場合、その負荷に耐えるという点で改善の余地がある。つまり、ボールねじが直動案内装置に一体化された構造の一軸アクチュエータには、高負荷に耐えられることが求められていた。
この発明の課題は、ボールねじが直動案内装置に一体化された構造の一軸アクチュエータであって、高負荷に耐えられるものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明の一態様である一軸アクチュエータは、以下の構成(1) 〜(8) を有する。
(1) 断面がＵ字状に形成された案内レールを有する。
(2) 案内レールのＵ字状の凹部内に、案内レールの長手方向に沿って配置された第一スライダおよび第二スライダを有する。
(3) 案内レールと第一スライダおよび第二スライダとの間に配置されて直動案内機構を構成する複数の転動体を有する。転動体はころである。
(4) 第一スライダ内および第二スライダ内に、案内レールと平行にそれぞれ形成されたナット部を有する。
(5) 案内レールと平行に延び、第一スライダおよび第二スライダのナット部を貫通するねじ軸であって、左ねじ部分と右ねじ部分を有するねじ軸を有する。
(6) 第一スライダのナット部とねじ軸の左ねじ部分との間に配置されてボールねじ機構を構成する複数のボールと、第二スライダのナット部とねじ軸の右ねじ部分との間に配置されてボールねじ機構を構成する複数のボールを有する。
(7) 案内レールは、第一スライダおよび第二スライダの各側面と対向配置される各袖部の内側面に、転動体の軌道を構成する軌道面を有する。第一スライダおよび第二スライダは、案内レールの軌道面に対向配置されて軌道を構成する軌道面と、転動体の戻し路と、戻し路と軌道とを連通させる方向転換路を有する。
(8) ねじ軸の作動により、ボールねじ機構で第一スライダおよび第二スライダが互いに近接または離反する方向に送られ、第一スライダ、第二スライダ、案内レール、およびころで構成される直動案内機構により、第一スライダおよび第二スライダが案内される。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の一態様によれば、高負荷に耐えられ、コンパクトな一軸アクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の一軸アクチュエータを示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】図１の一軸アクチュエータで、二つのスライダが最も外側に存在する状態を示す平面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】実施形態の一軸アクチュエータを移動機構として用いたワークステージを示す部分断面側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図６のワークステージの動きを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
図１〜３に示すように、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、案内レール１、第一スライダ２Ａ、第二スライダ２Ｂ、ねじ軸３、ボール４Ａ，４Ｂ、ころ５、および軸受板６，７を備えている。
【０００９】
案内レール１の長手方向に垂直な断面は、開口側を上にしたＵ字状である。この凹部１１内に、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂが、案内レール１の長手方向に沿って配置されている。案内レール１には、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの各側面と対向配置される各袖部１２の内側面に、ころ５の軌道を構成する軌道面１２ａが形成されている。案内レール１の長手方向両端に軸受板６，７が固定されている。
【００１０】
第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂには、案内レール１と平行に貫通する雌ねじ穴（ナット部）２１Ａ，２１Ｂが形成されている。ナット部２１Ａ，２１Ｂは、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに螺旋溝を直接加工することで形成されている。
【００１１】
ねじ軸３は、左ねじ部分３Ａと右ねじ部分３Ｂを有する。左ねじ部分３Ａと右ねじ部分３Ｂとの間に、螺旋溝が形成されていない中間部３Ｃを有する。ねじ軸３は、案内レール１と平行に延び、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂのナット部２１Ａ，２１Ｂを貫通している。ねじ軸３の長さ方向両端部が、軸受板６，７に回転自在に支持されている。ねじ軸３の長さ方向一端（図１及び２で右端に突出している部分、右ねじ部分３Ｂの一端部）３１が、使用時にモータに取り付けられる。
第一スライダ２Ａのナット部２１Ａと、ねじ軸３の左ねじ部分３Ａとの間に、ボール４Ａが配置されている。第二スライダ２Ｂのナット部２１Ｂと、ねじ軸３の右ねじ部分３Ｂとの間に、ボール４Ｂが配置されている。
【００１２】
上述のように、一軸アクチュエータ１０においては、第一スライダ２Ａのナット部２１Ａとねじ軸３の左ねじ部分３Ａと複数のボール４Ａとで、第一のボールねじ機構が構成されている。また、第二スライダ２Ｂのナット部２１Ｂとねじ軸３の右ねじ部分３Ｂと複数のボール４Ｂとで、第二のボールねじ機構が構成されている。
したがって、ねじ軸３を右回転させると、第一スライダ２Ａと第二スライダ２Ｂとは互いに遠ざかる向きに移動し、ねじ軸３を左回転させると、第一スライダ２Ａと第二スライダ２Ｂとは互いに近づく向きに移動する。
ここで、左ねじ部分３Ａのピッチと右ねじ部分３Ｂのピッチは等しく、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂは同じ寸法のものが用いられている。
【００１３】
また、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂは、スライダ本体２０Ａ，２０Ｂと、エンドキャップ２２Ａ，２２Ｂと、潤滑部品２３Ａ，２３Ｂと、サイドシール２４Ａ，２４Ｂとからなる。エンドキャップ２２Ａ，２２Ｂには方向転換路が形成されている。スライダ本体２０Ａ，２０Ｂのスライダ移動方向両端に、エンドキャップ２２Ａ，２２Ｂ、潤滑部品２３Ａ，２３Ｂ、サイドシール２４Ａ，２４Ｂの順に配置され、これらがスライダ本体２０Ａ，２０Ｂに固定されている。第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの上部の幅方向両側には、直動方向（案内レール１の長手方向）全体に渡って、案内レール１の袖部１２上面に配置されるスライド板２５が形成されている。
【００１４】
スライダ本体２０Ａ、２０Ｂの各側面には、案内レール１の軌道面１２ａと対向する位置に、軌道面２０１Ａ，２０１Ｂが形成されている。これらの対向する軌道面１２ａ，２０１Ａ（２０１Ｂ）が、ころ５の軌道を構成する。すなわち、案内レール１の軌道面１２ａ、第一スライダ２Ａの軌道面２０１Ａ、第二スライダ２Ｂの軌道面２０１Ｂ、およびころ５とで、直動案内機構が構成されている。
一軸アクチュエータ１０は、この軌道を二対四列有し、各袖部１２の二列の軌道を転動するころ列の荷重作用線Ｌ１，Ｌ２の交点Ｃが、幅方向で軌道の内側に存在している。交点Ｃを通る水平線ＬＣは、ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ３）より寸法Ｋだけ下方に配置されている。ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ３）は、一軸アクチュエータ１０全体の高さＨの約１／２の高さである。また、水平線ＬＣと荷重作用線Ｌ１，Ｌ２との角度（接触角）は４５°である。また、スライダ本体２０Ａ、２０Ｂは戻し路５１を有する。
【００１５】
案内レール１の両袖部１２で挟まれた底部１３に、取付ボルトを挿入するための貫通穴１５が形成されている。貫通穴１５は、幅方向で底部１３の各袖部１２との境界位置に形成されている。案内レール１の底部１３の底面には、両貫通穴１５間に肉盗み部１６が形成されている。
【００１６】
この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、案内レール１を、取り付け穴１５を利用したボルト止めで、図３に示すように、例えばテーブル（被取付面）６０に固定し、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの上にそれぞれ移動部材を固定して使用される。そして、モータを作動してねじ軸３を回転させることにより、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂは、ボールねじ機構で互いに近接または離反する方向に送られ、直動案内機構で案内レール１に対して案内される。
【００１７】
この実施形態の一軸アクチュエータ１０によれば、直動案内機構の転動体としてころ５を用いているため、ボールを用いた場合よりも負荷容量や剛性を増すことができる。よって、高負荷に耐えられる。
【００１８】
また、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、ねじ軸３に左ねじ部分３Ａと右ねじ部分３Ｂを設け、左ねじ部分３Ａおよび右ねじ部分３Ｂのそれぞれが、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂとボール４Ａ，４Ｂとともに、独立にボールねじ機構を構成している。そのため、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂは、軸方向の相反する向きに、調整された相対位置関係を保って、正確に作動する。また、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの調整を、ねじ軸３のピッチより小さい任意の寸法で行うことができるため、主要部品を共通に使用した安価な一軸アクチュエータを提供することができる。
【００１９】
この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、同軸上に右ねじ及び左ねじが一体となったねじ軸３を用いている。そのため、二つのスライダ（第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂ）に挟持部を固定することで、二つの挟持部でクランプする（挟む）動作を、一つのモータで行うことが可能となる。
また、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、上述したように、高い負荷に耐え、高い剛性を有するので、自動車製造設備に代表される大型部品搬送やチャック機構部の電動化を可能にする。特に、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、空圧・油圧チャックからの置き換えに最適な機構であり、省電力化と共にスマートファクトリー化に伴う生産設備のインテリジェント化に貢献するものである。
【００２０】
一方、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、各袖部１２の二列の軌道を転動するころ列の荷重作用線の交点Ｃが、幅方向で軌道の内側に存在している（ＤＦ接触構造）ため、調心性に優れ、こじり力が加わることで発生する力も小さい。そのため、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに対して、ころ５の軌道面２０１Ａ，２０１Ｂとナット部２１Ａ，２１Ｂ（ボールねじ機構のボール４Ａ，４Ｂが転動する螺旋溝）を別工程で形成することに伴って、両者に相対的な位置ずれが生じても、こじり力が加わることに伴う寿命低下を抑制できる。
したがって、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに、ころ５の軌道面２０１Ａ，２０１Ｂおよびナット部２１Ａ，２１Ｂの螺旋溝を、これらの相対的な位置精度を高精度に保持して形成する必要がないため、コストアップや生産性低下の問題が生じない。また、接触角（図３の水平線ＬＣと荷重作用線Ｌ１，Ｌ２との角度）を４５°としたため、上下方向及び水平方向の荷重をバランスよく受けることができる。
【００２１】
また、この実施形態の一軸アクチュエータでは、二列の軌道の中心の高さ（ラインＬＣ）が、ねじ軸３の中心の高さ（ラインＬ）より下方に配置されている。すなわち、軌道面１２ａ，２０１Ａ（２０１Ｂ）の位置が袖部１２の底部１３との境界位置近くに配置されている。そのため、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂが荷重を受けて、案内レール１の袖部１２に開き変形が生じた場合でも、軌道面１２ａ，２０１Ａ（２０１Ｂ）の傾きによって生じる軌道面１２ａ，２０１Ａ（２０１Ｂ）ところ５との接触部での面圧分布の偏りや、エッジロードによる寿命低下を可及的に小さくすることができる。
【００２２】
また、この実施形態の一軸アクチュエータによれば、ボールねじを構成するナット部２１Ａ，２１Ｂが、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂにそれぞれ直接形成されている。そのため、ナット部２１Ａ，２１Ｂが、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂと別部材で形成されているものと比較して、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの寸法を小さくすることができる。さらに、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに別部材のナットをインサート成形で一体化して、ナット部２１Ａ，２１Ｂとされたものとの比較では、コストが低減できる。
このように、この実施形態の一軸アクチュエータ１０によれば、直動案内機構をＤＦ接触構造とするとともに、ナット部をスライダに直接形成することで、コストアップや生産性低下の問題がなく、軽量化及びコンパクト化を確保できる。つまり、この実施形態の一軸アクチュエータ１０は、高負荷に耐えられるとともにコンパクトなものである。
【００２３】
また、この実施形態の一軸アクチュエータによれば、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに潤滑部品２３Ａ，２３Ｂが組み込まれているため、長期に渡って潤滑性能が確保され、サイドシール２４Ａ，２４Ｂのシール性能も長期に渡って確保されるため、寿命が長くなる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、ねじ軸３の左ねじ部分３Ａ、右ねじ部分３Ｂのピッチを等しくした例について述べたが、必要に応じて両ねじ部分のピッチが異なる構成としてもよい。これにより、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに所望の相対関係を保った左右動が得ることができる。また、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂの調整位置を一本のねじ軸３の制御で行うことができる。
また、上記実施形態では、図１に示すように、ねじ軸３の右ねじ部分３Ｂの一端部３１がモータに取り付けられる部分になっている。しかし、左ねじ部分３Ａの一端部がモータに取り付けられる部分になっていてもよい。
【００２５】
［適用例］
上記実施形態の一軸アクチュエータ１０の適用例を以下に示す。一軸アクチュエータ１０は、図６及び図７に示すワークステージ１００のワークチャック１１０を移動させる移動機構１４０に適用することができる。
【００２６】
図６及び図７に示すように、ワークステージ１００は、主な構成部品として、被露光材としての板状の基板Ｗを吸着して保持するワークチャック１１０と、ワークチャック１１０と平行に位置するステージベース１２０を有する。さらに、ワークチャック１１０とステージベース１２０間に位置する二対四個のクランク１３０と、これらのクランク１３０を回動してワークチャック１１０を移動させる移動機構１４０を有する。
ワークチャック１１０は、平板な基板Ｗを載置するステージ本体１１１の上面側に、一定の間隔を隔てて複数の吸引孔（図示せず）を備えたものである。ワークチャック１１０は、真空ポンプＰ等からなる真空吸着機構１１２の吸引孔から周囲の空気を吸い込み、その吸引力により基板Ｗを吸着して安定的に保持するように構成されている。
【００２７】
ステージベース１２０は、四個のリニアガイド１２１を介して、ワークチャック１１０を垂直方向（Ｚ方向）に昇降移動自在に支持する。また、ステージベース１２０は、クランク１３０や移動機構１４０等を備えるための基台ともなっている。ステージベース１２０の下部側に、チルト機能を兼ねた微動機構を備えることができる。
四個のクランク１３０は短冊状をした金属板からなる。各クランク１３０の一端部がワークチャック１１０の下面に突設された四個のブラケット１３１に、各クランク１３０の他端部が移動機構１４０に、それぞれ回動自在に、図示しない転がり軸受を介して軸支（ピン結合）されている。図１の状態で、対をなす二個のクランク１３０は、逆さハ字形状になっている。
【００２８】
移動機構１４０は、ステージベース１２０上に配置された実施形態の一軸アクチュエータ１０と、一軸アクチュエータ１０のねじ軸３を回転するモータ１４３とからなる。
一軸アクチュエータ１０の第一スライダ２Ａのスライダ本体２０Ａ上および第二スライダ２Ｂのスライダ本体２０Ｂ上に、それぞれ連結板１４６が固定されている。そして、各連結板１４６の両側面に、クランク１３０の下端部（他端部）が、回動自在に軸支されている。また、一軸アクチュエータ１０の案内レール１がステージベース１２０に固定されている。
【００２９】
上述のように、一軸アクチュエータ１０のねじ軸３は、中間部３Ｃを挟んだ両側が左ねじ部分３Ａと右ねじ部分３Ｂになっている。これにより、ねじ軸３の回転に伴って、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂが互いに近接または離反する方向に移動する。
【００３０】
また、このステージベース１２０とワークチャック１１０間には、四個のバランスシリンダ１５０が配置されている。そして、図示しない給排気機構によって各バランスシリンダ１５０内への給排気を調節することで、ワークチャック１１０を支持してクランク１３０等に掛かるワークチャック１１０の自重が相殺される。
【００３１】
すなわち、バランスシリンダ１５０を四箇所に分散して設け、自重相殺用の給排気が四箇所で均等となるように調整することにより、ワークチャック１１０の昇降がよりスムーズに行われるようにしている。また、ステージベース１２０上には、基板Ｗを載置するためのリフトピン１６０が複数立設され、その上端がワークチャック１１０に形成された貫通孔１６１を貫通して、ワークチャック１１０上に突出可能となっている。
【００３２】
さらに、ステージベース１２０には、これら各リフトピン１６０とほぼ同じ高さのフロントチャック１７０が設置されている。ステージベース１２０の上面に複数の吸引孔１７１が形成されている。フロントチャック１７０は、図示しない真空ポンプ等からなる真空吸引機構により、吸引孔１７１から周囲の空気を吸い込むことで、ワークチャック１１０と同様に基板Ｗを吸着する。
【００３３】
ワークステージ１００の作用および効果は以下の通りである。
先ず、図８（ａ）に示すように、ワークチャック１１０を降ろした状態、すなわち、各リフトピン１６０がワークチャック１１０の上面に突出した状態にする。その後、フォーク状のリフトアーム２００を備え、リフトアーム２００に基板Ｗを載せた状態で搬送する、図示しない搬送ロボットによって、基板Ｗをワークチャック１１０とマスクＭとの間に搬入する。そして、図８（ｂ）に示すように、基板Ｗを各リフトピン１６０およびフロントチャック１７０上に載置する。つまり、基板Ｗをリフトピン１６０上に仮置きする。
【００３４】
このように、ワークステージ１００側への基板Ｗの受け渡しを、リフトピン１６０を介して実施することができる。そのため、ワークチャック１１０の上面にリフトアーム２００を挿入するための特別な溝が不要となり、ワークチャック１１０の上面を略フラットにすることができる。また、この時、同時に基板Ｗの端（縁）部をフロントチャック１７０上に載置してその上面に吸着することで、基板Ｗが安定な状態に保たれる。そのため、リフトピン１６０上に基板Ｗを載置したときや受け渡し時に発生しやすい基板Ｗのズレを、確実に防止することができる。
【００３５】
次に、移動機構１４０を起動してワークチャック１１０を垂直に上昇させる。具体的には、モータ１４３を駆動して一軸アクチュエータ１０のねじ軸３を一方向に回転させると、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂがねじ軸３に沿って互いに離れる方向に移動する。これに伴い、図８（ｃ）に示すように、第一スライダ２Ａおよび第二スライダ２Ｂに連結板１４６を介して軸支された四個のクランク１３０が起きあがるように回動する。その結果、ワークチャック１１０がリニアガイド１２１に沿って垂直に上昇移動する。
【００３６】
そして、四個のクランク１３０が、ワークチャック１１０の上面が基板Ｗの下面に接する位置（中間停止位置）に達したら、モータ１４３を一旦停止する。中間停止位置付近では、既にクランク１３０はステージベース１２０に対して垂直状態に近くなっている。そのため、ワークチャック１１０は十分に減速された状態であり、衝撃を伴うことなくワークチャック１１０と基板Ｗとが接触する。また、移動機構１４０はモータ１４３を用いた機構なので、空気圧シリンダ等の場合と異なり、このような中間停止位置での一時停止のための位置決めも容易かつ高精度に行うことができる。
【００３７】
このとき、ワークチャック１１０側に設けられた真空吸着機構１１２を作動させることで、基板Ｗを吸着してしっかりと保持することができる。一方、フロントチャック１７０の吸着は解除する。これにより、フロントチャック１７０及びリフトピン１６０上に仮置きされた基板Ｗが、上昇してきたワークチャック１１０側に乗り換えられる。
【００３８】
その後、さらに四個のクランク１３０を回動し、図８（ｄ）に示すように、ステージベース１２０に対して垂直状態になったら、その位置でクランク１３０の回動を停止する。その後、図示しない他の機構によって、必要な微調整やチルト調整を行ってマスクＭとの距離を正確に調整する。次に、従来と同様に、その基板Ｗに露光してマスクパターンを形成する等といった必要な処理を実行することになる。
【００３９】
上述のように、ワークステージ１００は、ワークチャック１１０とステージベース１２０間をクランク１３０で接続し、このクランク１３０を移動機構１４０によって回動させるようにした。そのため、モータ１４３を実質的に一定速度で作動させたとしても、ワークチャック１１０がマスクＭに近づくにつれ、ワークチャック１１０の上昇速度を減速させることが可能である。さらに、モータ１４３を用いた制御なので、モータの回転速度の制御により、クランク１３０の回動速度を調整することも容易に可能であり、ステージベース１２０の昇降速度をさらにきめ細かく任意に調整することも可能となる。
【００４０】
また、モータ１４３の利用により高速な上昇が可能でありながら、上昇端が近づくにつれ、クランク１３０が垂直に近づくことにより上昇速度は減速する。そのため、従来構造のように、ワークチャック１１０の上昇量を規制するためのメカニカルストッパや、その衝撃を緩衝するためのショックアブソーバ等が不要にもかかわらず、衝撃をより確実かつ効果的に回避し、基板Ｗへの歪みの発生を未然に回避することができる。
【００４１】
これにより、その後の微調整やチルト調整が簡単になり、高精度の露光処理を容易に実行することが可能となる。なお、ワークステージ１００は、図示しないＸＹステージにより、図６及び図８で左右方向及び紙面に垂直な方向に、露光位置を移動するためのステップ送りが可能な構成となっている。このステップ送り時に、前記中間停止位置より高い位置までワークチャック１１０を少しだけ下降させてマスクＭと基板Ｗの隙間を大きくすることにより、ステップ送りをより安全に行うことができる。このようなこともモータ１４３の制御により容易に行える。
【００４２】
また、クランク１３０が垂直状態に立ち上がった時点、いわゆるクランク１３０の上死点の位置で、ワークチャック１１０とステージベース１２０間との距離が最も小さくなるようになっている。そのため、仮に移動機構１４０のモータ１４３が暴走したり、停止位置を誤ったとしても、ワークチャック１１０とステージベース１２０が接触したり、他の部位同士が衝突して基板Ｗに歪みを発生させるといった不都合を、確実に回避することができる。
【００４３】
また、バランスシリンダ１５０を使用してワークチャック１１０等の重量を相殺するようにしたため、移動機構１４０のモータ１４３が受ける負荷を可及的に軽減できる。このことも高速な昇降を可能としている。
なお、露光処理後の基板Ｗの搬出は、図８とは逆の手順を実行してワークチャック１１０を降下させるだけで、基板Ｗがずれたり、リフトアーム２００がワークチャック１１０に衝突したり等といった不都合を招くことなく、容易かつ確実に基板Ｗを搬出することができる。但し、搬出時は搬入時と比べると基板Ｗのずれが多少許容されるので、フロントチャック１７０による基板Ｗの吸着は省くようにしても良い。
さらに、移動機構１４０として、モータ１４３で作動する一軸アクチュエータ１０を用いているため、モータ１４３で作動する左右ねじを有するボールねじと一対の直動案内装置とからなる移動機構を用いた場合よりも、連結板１４６の送り速度を高速化できる。
【符号の説明】
【００４４】
１  案内レール
１１  凹部
１２  袖部
１２ａ  案内レールの軌道面
１３  底部
１５  取り付け穴
１６  肉盗み部
２Ａ  第一スライダ
２Ｂ  第二スライダ
２０Ａ  第一スライダのスライダ本体
２０Ｂ  第二スライダのスライダ本体
２０１Ａ  第一スライダの軌道面
２０１Ｂ  第二スライダの軌道面
２１Ａ  第一スライダのナット部
２１Ｂ  第二スライダのナット部
２２Ａ  第一スライダのエンドキャップ
２２Ｂ  第二スライダのエンドキャップ
２３Ａ  第一スライダの潤滑部品
２３Ｂ  第二スライダの潤滑部品
２４Ａ  第一スライダのサイドシール
２４Ｂ  第二スライダのサイドシール
２５  スライド板
３  ねじ軸
３Ａ  左ねじ部分
３Ｂ  右ねじ部分
４Ａ  ボール
４Ｂ  ボール
５  ころ
６  軸受板
７  軸受板
６０  テーブル（被取付面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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