(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータに連結した回転軸に円筒磁石が嵌合され、その円筒磁石の外周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雄磁気ネジと、
前記回転軸が挿入されて回転可能に支持される円筒形状の外筒と、
前記外筒内にて前記雄磁気ネジの周りを軸方向に移動自在なスライダと、
前記スライダの内面に保持され、さらにその内部に前記雄磁気ネジを嵌合した円筒磁石の内周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雌磁気ネジとを有し、
前記外筒に、軸方向と平行なガイド溝と軸方向と交差するガイド溝とが連続するように形成し、前記ガイド溝を貫くよう前記スライダに出力ロッドを突設し、
前記駆動モータの回転運動が前記雄磁気ネジと雌磁気ネジとの磁力によって前記スライダに伝達され、前記出力ロッドからガイド溝に従った移動方向の運動が出力されることを特徴とする出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の出力装置において、
前記ガイド溝は、前記外筒の軸線と平行に切り欠かれた直線部と、円周方向に切り欠かれた旋回部とが連続して形成されたものであることを特徴とする出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雄磁気ネジと雌磁気ネジとからなる磁気ネジを利用して出力ロッドを操作する出力装置に関し、特に駆動源を一つにして出力ロッドに直進運動と旋回運動とを出力させることが可能な出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置には、例えばウェハにレジスト液を塗布するためには、そのレジスト液を塗布するためのノズルを所定位置に搬送するための搬送手段として出力装置が用いられている。この出力装置は、ノズルを保持し、そのノズルを上下方向に直線移動させるための直動アクチュエータと、所定の高さでノズルを旋回させるための回転アクチュエータとが組み合わされた複合アクチュエータである。
具体的には、ノズルが上下エアシリンダのピストンロッドに取り付けられ、上下エアシリンダのシリンダチューブがエアシリンダ形ラックアンドピニオンに固設されている。そのため、上下エアシリンダが駆動すればピストンロッドが上下動して直線運動が出力され、ノズルの位置が上下に移動して高さが調節される。そして、ノズルが所定の高さに位置したところで、エアシリンダ形ラックアンドピニオンを駆動させ、シリンダチューブごと回転を与えてノズルを旋回させる。これによって、ピストンロッドに取り付けられたノズルは、上下方向の直線運動と旋回運動との組み合わせによって障害となるものを超えてウェハ上に配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したものを含む従来の出力装置は、直動アクチュエータと回転アクチュエータとが組み合わされた構成をなすもので、２方向の運動が別駆動となっていた。そのため、出力装置の構造が複雑になるとともに装置自体の大型化を招くことになった。また、それが出力装置のコストを上げる原因にもなっていた。
更に、直線運動と旋回運動とを連続させる一連の動作では、各方向の運動が別駆動であるから、一方向の運動が確実に停止してから他方向の運動を出力することが要求される。そのために、直動アクチュエータと回転アクチュエータとの駆動を所定のタイミングで切り替えるための制御装置が必要になる。よって、従来の出力装置は、この点からも構造が複雑し、コストを上げるといった問題点を有していた。
【０００４】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、一つの駆動手段によって直線運動と旋回運動とを出力する出力装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の出力装置は、駆動モータに連結した回転軸に円筒磁石が嵌合され、その円筒磁石の外周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雄磁気ネジと、前記回転軸が挿入されて回転可能に支持される円筒形状の外筒と、前記外筒内にて前記雄磁気ネジの周りを軸方向に移動自在なスライダと、前記スライダの内面に保持され、さらにその内部に前記雄磁気ネジを嵌合した円筒磁石の内周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雌磁気ネジとを有し、前記外筒に、軸方向と平行なガイド溝と軸方向と交差するガイド溝とが連続するように形成し、前記ガイド溝を貫くよう前記スライダに出力ロッドを突設し、前記駆動モータの回転運動が前記雄磁気ネジと雌磁気ネジとの磁力によって前記スライダに伝達され、前記出力ロッドからガイド溝に従った移動方向の運動が出力されることを特徴とする。
【０００６】
よって、本発明の出力装置では、駆動モータによって回転軸に回転が与えられると、それに設けられた雄磁気ネジが回転し、磁力によって雌磁気ネジにも運動が伝達されるが、その雌磁気ネジが保持されたスライダは、突設された出力ロッドがガイド溝によって移動方向が規制されているため、スライダには出力ロッドがガイド溝に沿って移動可能な方向の運動が生じ、その結果駆動モータの回転運動から出力ロッドの直線運動と旋回運動との出力が可能となる。
【０００７】
本発明の出力装置は、前記ガイド溝が、前記外筒の軸線と平行に切り欠かれた直線部と、円周方向に切り欠かれた旋回部とが連続して形成されたものであることを特徴とする。
よって、本発明の出力装置では、駆動モータの回転運動が雄磁気ネジ及び雌磁気ネジを介して伝達されたスライダには、出力ロッドがガイド溝の直線部及び旋回部とを移動する方向の運動が生じ、その結果駆動モータの回転運動から出力ロッドの直線運動と旋回運動とが出力される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる出力装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の出力装置を示した側面図であり、図２は、その出力装置における図１のＡ−Ａ断面を示した図である。
出力装置１は、両端が開口した円筒形状の外筒２内に回転軸３が挿入され、その回転軸３は外筒２の両端で回転自在に支持されている。外筒２には、その上下開口端をそれぞれ塞ぐ上端金具４及び下端金具５が、それぞれネジ止めして固定されている。そして、回転軸３は、上端金具４及び下端金具５に設けられたベアリング６，７によって回転自在に支持され、上端金具４側にはＣリング８が取り付けられ、下端金具５側には固定ナット９が固定されて回転軸３の軸方向の位置決めがなされている。
ところで、下端金具５は外筒２の半径方向に広がったフランジ部を有し、駆動モータ１１が固定されたモータ取付板１２との間に４本の支柱１３，１３…で連結されている。そして、駆動モータ１１のモータ軸１４と回転軸３とが、下端金具５とモータ取付板１２との間で、カップリング１５によって連結されている。
【０００９】
一方、外筒２内に回転支持された回転軸３には円筒磁石が嵌合固定され、その円筒磁石の表面には、Ｎ極着磁帯２１ＮとＳ極着磁帯２１Ｓとが螺旋状に着磁された雄磁気ネジ２１が形成されている。
また、外筒２内には、雄磁気ネジ２１の周りを軸方向に上下移動し、回転可能なスライダ２２が挿入されている。スライダ２２は、雄磁気ネジ２１より大径の円筒形状をなし、その両端には外筒２の内周面に摺接されたガイドリンク２３，２３がはめ込まれている。
そして、スライダ２２内に円筒磁石２４が挿入固定され、その円筒磁石２４の内周面には、雄磁気ネジ２１と同様にＮ極着磁帯とＳ極着磁帯とが螺旋状に着磁された雌磁気ネジ（以下、雌磁気ネジ２４として説明する）が形成されている。
【００１０】
また、この出力装置１から出力される運動の出力方向は、外筒２に形成されたガイド溝３１によって決定される。本実施の形態では、図１に示すように、外筒２には軸方向に沿った直線部３２と、その上端部で垂直に折れた旋回部３３との二方向に切り欠かれたガイド溝３１が形成されている。
一方スライダ２２には、このガイド溝３１を貫いた出力ロッド２５が半径方向に突設されている。そして、出力ロッド２５のガイド溝３１と摺接箇所には、樹脂からなる摺動リング２６がはめ込まれている。
【００１１】
以上のような構成からなる本実施の形態の出力装置１では、次のようにして出力ロッド２５から直線運動と旋回運動とが出力される。
先ず、駆動モータ１１の起動によってモータ軸１４に左回転（矢印Ｂ方向）の回転運動が与えられると、カップリング１５を介して回転軸３に左回転が与えられて雄磁気ネジ２１も左回転することになる。雄磁気ネジ２１が回転すれば、これと磁力が作用し合っている雌磁気ネジ２４に運動が伝達される。一方、雌磁気ネジ２４を保持したスライダ２２は、突設された出力ロッド２５がガイド溝３１を貫いているため、そのガイド溝３１の切り欠かれた方向に移動が制限されている。
【００１２】
そのため、出力ロッド２５が例えば図１の破線で示すようにガイド溝３１の直線部３２下端に位置する場合、雄磁気ネジ２１に左回転が与えられると、スライダ２２には上方への推進力が作用し、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を上昇して直線運動が出力される。
即ち、雄磁気ネジ２１の着磁帯２１Ｎ，２１Ｓを円周上の各位置で軸方向に見た場合、右ネジである雄磁気ネジ２１が左回転すると、螺旋状に着磁された着磁帯２１Ｎ，２１Ｓの位置が図面上方へと移動するように変化する。従って、回転の制限された雌磁気ネジ２４が、雄磁気ネジ２１を形成する着磁帯２１Ｎ，２１Ｓの軸方向の変化に追随し、これによってスライダ２２が外筒２内を上方へ摺動し、その結果、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を上昇して直線運動が出力される。
【００１３】
そして、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を上昇して旋回部３３の切り欠かれた高さに達すると、出力ロッド２５は直線部３２の直線運動に連続して旋回部３３を旋回する。直線部３２を移動する出力ロッド２５には、回転する雄磁気ネジ２１とそれに吸引し合う雌磁気ネジ２４とによって回転する左方向に力が作用している。そのため、出力ロッド２５が旋回部３３の位置に達すると、回転の制限が外されたスライダ２２が外筒２内を回転方向に摺動し、出力ロッド２５が旋回部３３を旋回する。
従って、駆動モータ１１の一方向（矢印Ｂ方向）の回転運動によって、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を上昇して直線運動を出力し、直線部３２の上端では、その直線運動に連続して旋回部３３にて旋回運動が出力される。
【００１４】
続いて、出力ロッド２５がガイド溝３１の旋回部３３を旋回し終わった後、駆動モータ１１に逆回転（右回転）が与えられると、雌磁気ネジ２４が雄磁気ネジ２１の回転に追随し、出力ロッド２５が旋回部３３を逆方向に旋回する。
そして、出力ロッド２５が直線部３２にまで旋回すると、スライダ２２の回転が制限され、スライダ２２には下方への推進力が作用し、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を下降して直線運動を出力する。
即ち、雄磁気ネジ２１の着磁帯２１Ｎ，２１Ｓを円周上の各位置で軸方向に見た場合、右ネジである雄磁気ネジ２１が右回転すると、左回転の場合とは逆に螺旋状に着磁された着磁帯２１Ｎ，２１Ｓの位置が図面下方へと移動するように変化する。従って、回転の制限された雌磁気ネジ２４が、雄磁気ネジ２１を形成する着磁帯２１Ｎ，２１Ｓの軸方向の変化に追随し、これによってスライダ２２が外筒２内を下方へ摺動し、その結果、出力ロッド２５がガイド溝３１の直線部３２を下降して直線運動が出力される。
【００１５】
よって、本実施の形態の出力装置１では、一つの駆動モータ１１によって出力ロッド２５から、上下方向の直線運動と旋回運動との２方向の運動を出力することができるようになった。
また、駆動モータ１個で出力するため、構造が簡素化され、装置自信をコンパクト化することができた。
また、１個の駆動モータから直線運動と旋回運動とを連続して出力するよう構成したので、従来のように２方向の運動を連続させるための制御をする必要がなくなった。
【００１６】
なお、本発明は、前記実施の形態のものに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施の形態では、ガイド溝３１を一つの直線部３２と一つの旋回部３３とから構成したが、例えば図３に示すように、外筒３４に形成するガイド溝を三つの直線部３５ａ，３５ｂ，３５ｃと二つの旋回部３６ａ，３６ｂとしてもよいし、更に多くの段差を設けるようにするようにしてもよい。
また、ガイド溝の旋回部は、直線部に垂直である必要はなく、例えば磁気ネジを形成する着磁帯の傾斜角度に合わせて傾斜させてもよい。
また、図４に示すように出力ロッド２５を別経路で上下させるようなガイド溝３７としてもよい。但し、例えば出力ロッド２５がガイド溝３７のＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈの各部を順に通って行く場合、Ｇ点で下降する際に駆動モータの回転を逆転させるが、そのままでは下降せずに逆に旋回して戻ってしまうので、Ｇ点にシャッタを付けるなどして下降の際にＧＦ間の旋回を防止する必要がある。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、駆動モータに連結した回転軸に円筒磁石が嵌合され、その円筒磁石の外周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雄磁気ネジと、前記回転軸が挿入されて回転可能に支持される円筒形状の外筒と、前記外筒内にて前記雄磁気ネジの周りを軸方向に移動自在なスライダと、前記スライダの内面に保持され、さらにその内部に前記雄磁気ネジを嵌合した円筒磁石の内周面に螺旋状の着磁帯を着磁してなる雌磁気ネジとを有し、前記外筒に、軸方向と平行なガイド溝と軸方向と交差するガイド溝とが連続するように形成し、前記ガイド溝を貫くよう前記スライダに出力ロッドを突設し、前記駆動モータの回転運動が前記雄磁気ネジと雌磁気ネジとの磁力によって前記スライダに伝達され、前記出力ロッドからガイド溝に従った移動方向の運動が出力されるよう構成したので、一つの駆動手段によって直線運動と旋回運動とを出力する出力装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の出力装置を示した側面図である。
【図２】出力装置における図１のＡ−Ａ断面を示した図である。
【図３】ガイド溝の変形例をした出力装置の一実施の形態を示した側面図である。
【図４】ガイド溝の変形例をした出力装置の一実施の形態を示した側面図である。
【符号の説明】
１    出力装置
２    外筒
３    回転軸
４    上端金具
５    下端金具
１１  駆動モータ
２１  雄磁気ネジ
２２  スライダ
２４  円筒磁石
３１  ガイド溝
３２  直線部
３３  旋回部
【図１】
0004237307.tif 000002
【図２】
0004237307.tif 000003
【図３】
0004237307.tif 000004
【図４】
0004237307.tif 000005