(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空環境に用いられる運動案内装置であって、
転動体転走部を有する軌道部材と、
前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有し、前記軌道部材に対して相対的に直線移動可能な移動部材と、
前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、
前記移動部材の移動方向の端部に設けられ、前記軌道部材の断面形状に形状を合わせた開口が形成されるエンドすきまシールと、を備え、
前記エンドすきまシールは、前記軌道部材に接触することなく、
且つ前記エンドすきまシールと前記軌道部材との間のすきまが、前記移動部材と前記軌道部材との間のすきまよりも小さく、
前記エンドすきまシールの前記軌道部材に対向する面は、凹凸形状に形成され、
前記エンドすきまシールは、交互に積層された複数枚の薄板状の第１のプレートと複数枚の薄板状の第２のプレートとを有し、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートには、前記軌道部材の形状に合わせた開口が形成され、
前記第１のプレート及び前記第２のプレートを積層した状態で、前記エンドすきまシールの前記軌道部材に対向する面が凹凸に形成されるように、前記第２のプレートと前記軌道部材との間のすきまは、前記第１のプレートと前記軌道部材との間のすきまよりも大きく、
運動案内装置の潤滑剤として真空環境において気化する潤滑油又はグリースを用い、前記エンドすきまシールが真空環境において気化した潤滑油又はグリースが運動案内装置の外部に漏れ出るのを防止する真空環境用運動案内装置。
【請求項２】
真空環境に用いられる運動案内装置であって、
上面及び側面を有すると共に長手方向に沿って伸びる転動体転走部が形成される軌道部材と、
前記軌道部材の上面に対向する中央部と、側面に対向する脚部とを有し、全体が鞍形状に形成されると共に、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有し、前記軌道部材に対して相対的に直線移動可能な移動部材と、
前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、
前記移動部材の前記脚部に設けられ、前記移動部材の移動方向の一端部から他端部まで伸びるサイドすきまシールと、を備え、
前記サイドすきまシールは、前記軌道部材に接触することなく、
且つ前記サイドすきまシールと前記軌道部材との間のすきまが、前記軌道部材と前記移動部材との間のすきまよりも小さく、
前記サイドすきまシールの前記軌道部材に対向する面には、前記移動部材の移動方向に伸びる溝が複数形成され、
運動案内装置の潤滑剤として真空環境において気化する潤滑油又はグリースを用い、前記サイドすきまシールが真空環境において気化した潤滑油又はグリースが運動案内装置の外部に漏れ出るのを防止することを特徴とする請求項１に記載の真空環境用運動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道部材と移動部材との間にボール、ローラ等の転動体を介在させたリニアガイド、ボールスプライン、ボールねじ等の運動案内装置に関し、特に真空環境で使用される真空環境用運動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
直線運動を行う移動物体の案内部分にボールやローラ等の転動体を介し、転動体のころがり運動によって案内機能を果たす運動案内装置が使用されるようになってきた。このような運動案内装置は近年、半導体・液晶製造装置、医療関連など、クリーン環境下で使用されるケースが多くなってきている。半導体の高集積化等に伴い、半導体製造ラインも真空雰囲気でのプロセスが不可欠になっている。【０００３】
グリースを真空環境で使用すると、一般的なグリースではグリース中の油分が蒸発して潤滑性が失われる。通常の使用条件では問題なく使用されている運動案内装置も、真空環境では、内部のグリースが潤滑性を早期に失うのみならず、グリースが蒸発によりガスを放出するため、外部環境を汚染するおそれもある。【０００４】
このため、真空環境で使用される運動案内装置の潤滑剤には、大気中で使用されている鉱油を基油としたグリースと比較して、一般に蒸気圧が低く、不活性なフッ素系オイルを基油とした真空グリースが使用されている。より一層の高真空環境では、真空グリースを使用しても油分の蒸発が避けられないので、固体潤滑剤が使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これら真空グリース及び固体潤滑剤は、価格が高いという欠点を有する。また、真空グリースを使用しても、真空環境中ではやはり僅かながら基油が気化し、外部に漏れ出るおそれがある。運動案内装置の内部を密封すれば、気化したグリースが外部に漏れ出るのを防止できる。ただし、密封するのに、移動部材に設けたゴム製のシールを軌道部材に接触させたのでは、シールと軌道部材との摺動に伴ってシールが摩耗し、これが原因で塵が発生してしまう。真空環境では塵の発生がきらわれるから、真空用運動案内装置には、軌道部材に接触するシールは取り付けられていなかった。【０００６】
そこで本発明は、真空環境でグリースの基油が気化し、外部に漏れ出るのを抑制できると共に塵も発生することがない真空環境用運動案内装置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】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。【００１１】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、真空環境に用いられる運動案内装置であって、転動体転走部を有する軌道部材と、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有し、前記軌道部材に対して相対的に直線移動可能な移動部材と、前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の移動方向の端部に設けられ、前記軌道部材の断面形状に形状を合わせた開口が形成されるエンドすきまシールと、を備え、前記エンドすきまシールは、前記軌道部材に接触することなく、且つ前記エンドすきまシールと前記軌道部材との間のすきまが、前記移動部材と前記軌道部材との間のすきまよりも小さく、前記エンドすきまシールの前記軌道部材に対向する面は、凹凸形状に形成され、前記エンドすきまシールは、交互に積層された複数枚の薄板状の第１のプレートと複数枚の薄板状の第２のプレートとを有し、前記第１のプレート及び前記第２のプレートには、前記軌道部材の形状に合わせた開口が形成され、前記第１のプレート及び前記第２のプレートを積層した状態で、前記エンドすきまシールの前記軌道部材に対向する面が凹凸に形成されるように、前記第２のプレートと前記軌道部材との間のすきまは、前記第１のプレートと前記軌道部材との間のすきまよりも大きく、運動案内装置の潤滑剤として真空環境において気化する潤滑油又はグリースを用い、前記エンドすきまシールが真空環境において気化した潤滑油又はグリースが運動案内装置の外部に漏れ出るのを防止する真空環境用運動案内装置である。
【００１４】
請求項２の発明は、真空環境に用いられる運動案内装置であって、上面及び側面を有すると共に長手方向に沿って伸びる転動体転走部が形成される軌道部材と、前記軌道部材の上面に対向する中央部と、側面に対向する脚部とを有し、全体が鞍形状に形成されると共に、前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部を含む転動体循環路を有し、前記軌道部材に対して相対的に直線移動可能な移動部材と、前記転動体循環路に配列される複数の転動体と、前記移動部材の前記脚部に設けられ、前記移動部材の移動方向の一端部から他端部まで伸びるサイドすきまシールと、を備え、前記サイドすきまシールは、前記軌道部材に接触することなく、且つ前記サイドすきまシールと前記軌道部材との間のすきまが、前記軌道部材と前記移動部材との間のすきまよりも小さく、前記サイドすきまシールの前記軌道部材に対向する面には、前記移動部材の移動方向に伸びる溝が複数形成され、運動案内装置の潤滑剤として真空環境において気化する潤滑油又はグリースを用い、前記サイドすきまシールが真空環境において気化した潤滑油又はグリースが運動案内装置の外部に漏れ出るのを防止することを特徴とする請求項１に記載の真空環境用運動案内装置である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、移動部材に設けたエンドすきまシールが、運動案内装置内部の潤滑剤が気化し、外部に漏れ出るのを抑制する。また、エンドすきまシールの軌道部材に対向する面を凹凸形状に形成するので、平面形状に形成する場合に比べて、軌道部材とエンドすきまシールとの間を潤滑油が蒸発した気体が流れるとき、より大きな抵抗が生じる。したがって、運動案内装置内部の潤滑剤が気化し、外部に漏れ出るのをより抑制できる。さらに、薄い第１及び第２のプレートを重ねることで、凹凸形状を形成することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、移動部材に設けたサイドすきまシールが、運動案内装置内部の潤滑剤が気化し、外部に漏れ出るのを抑制する。また、サイドすきまシールの軌道部材に対向する面を凹凸形状に形成することができるので、平面形状に形成する場合に比べて、軌道部材とサイドすきまシールとの間を潤滑油が蒸発した気体が流れるとき、より大きな抵抗が生じる。したがって、運動案内装置内部の潤滑剤が気化し、外部に漏れ出るのをより抑制できる。
【００２４】
請求項３の発明によれば、エンドすきまシール及びサイドすきまシールが鞍形状の移動部材と軌道部材との間に生じるすきまを囲むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態における運動案内装置の斜視図
【図２】上記運動案内装置の側面図
【図３】上記運動案内装置の正面図（一部断面図を含む）
【図４】エンドすきまシールを取り付けた運動案内装置の正面図
【図５】エンドすきまシールの分解斜視図
【図６】積層したエンドすきまシールを示す図（図（Ａ）は正面図を示し、図（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示し、図（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図を示し、図（Ｄ）は（Ｃ）のＤ部詳細図を示す）
【図７】エンドすきまシールの軌道レールに対向する面の断面形状を示す図
【図８】真空容器と真空ポンプを通路で結んだときの流れの模式図を示す図
【図９】通路の側面形状をストレート形状と三角形状にした場合のコンダクタンスの違いを示す図（図（Ａ）は通路の斜視図を示し、図（Ｂ）及び（Ｃ）は通路に沿った通路の断面図を示す）
【図１０】移動ブロックに取り付けられたサイドすきまシールを示す正面図
【図１１】サイドすきまシールの斜視図
【図１２】サイドすきまシールと軌道レールとの間のすきまの大きさを示す図
【図１３】サイドすきまシールの他の例を示す図（移動ブロックに取り付けられた状態）
【図１４】サイドすきまシールの他の例を示す斜視図
【図１５】サイドすきまシールの他の例を示す正面図（一部拡大図を含む）
【図１６】サイドすきまシールのさらに他の例を示す斜視図
【図１７】サイドすきまシールのさらに他の例の正面図
【図１８】コンダクタンスの試算に用いたすきまの形状
【図１９】真空チャンバ内を真空に引いたときの圧力試験の結果
【符号の説明】
【００２７】
１…軌道レール（軌道部材）
１ａ…ボール転走溝（転動体転走部）
２…移動部材
２ａ…負荷ボール転走溝（負荷ボール転走部）
３…ボール（転動体）
４…移動ブロック
４ａ…中央部
４ｂ…脚部
５…エンドすきまシール（すきまシール）
６，３１，３３…サイドすきまシール（すきまシール）
９…第１のプレート
１０…第２のプレート
９ａ，１０ａ…開口
１２，２０…すきま
３１ａ，３３ａ…サイドすきまシールの軌道レールに対向する面
３２，３４…溝
α，β…すきま
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１ないし図３は本発明の一実施形態における真空環境用運動案内装置（以下単に運動案内装置という）を示す。運動案内装置は真空環境、具体的には大気よりも圧力の低い空間で使用される。【００２９】
図１は運動案内装置の斜視図を示し、図２は側面図を示し、図３は正面図（一部断面を含む）を示す。この実施形態の運動案内装置は、リニアガイドと呼ばれ、直線状に延びる軌道部材としての軌道レール１と、この軌道レール１に多数の転動体としてのボール３を介して移動自在に組み付けられた移動部材２とを備える。【００３０】
軌道レール１の左右側面には、長手方向に沿って伸びる転動体転走部としてボール転走溝１ａが形成される。ボール転走溝１ａは、その断面が円弧形状で、ボール３の半径よりも若干大きい曲率半径を有する。この実施形態では、軌道レール１の左右側面に、上下に２条ずつ合計４条のボール転走溝１ａが設けられるが、勿論その条数・配置は負荷荷重等によって様々に設定される。【００３１】
移動部材２は、ボール転走溝１ａに対向する負荷ボール転走溝２ａを含むボール循環路が形成される移動ブロック４と、移動ブロック４に取り付けられるすきまシール５，６とで構成される。すきまシールは、移動ブロックの移動方向の両端面に取り付けられるエンドすきまシール５と、移動ブロックの側面に取り付けられるサイドすきまシール６とに分けられる。【００３２】
図３に示されるように、移動ブロック４は全体が鞍形状に形成され、軌道レール１の上面に対向する中央部４ａと、中央部４ａの左右両側から下方に延びて軌道レール１の左右側面に対向する脚部４ｂとを備える。【００３３】
軌道レール１のボール転走溝１ａと移動ブロック４の負荷ボール転走溝２ａとの間には、複数のボール３が介在される。このボール転走溝１ａと負荷ボール転走溝２ａとの間の負荷ボール転走路を転がるボール３には予圧がかけられる。【００３４】
移動ブロック４の移動方向の両端部には、Ｕ字状の方向転換路が形成されるエンドプレート７（図１参照）が取り付けられる。移動ブロック４の負荷ボール転走路の一端まで荷重を受けながら転がったボール３は、エンドプレート７に設けられたＵ字状の方向転換路に入る。ボールはＵ字状の方向転換路を経由した後、負荷ボール転走路と平行に伸びる無負荷ボール戻し通路８（図３参照）に入る。無負荷ボール戻し通路８を通過したボール３は、反対側のエンドプレート７の方向転換路を経由した後、再び負荷ボール転走路に入る。直線状の負荷ボール転走路、Ｕ字状の方向転換路及び直線状の無負荷ボール戻し通路８でサーキット状のボール循環路が形成される。【００３５】
これら軌道レール１、移動ブロック４、エンドプレート７の材質には、真空環境で気体を発生し難いように、又は錆を発生し難いように、金属、具体的にはステンレスが用いられる。標準的な運動案内装置では、エンドプレート７の材質にトレカ等の樹脂が用いられる。しかし、そうすると、樹脂が水分を保持してしまうので、真空環境でエンドプレートから気体（水蒸気）が発生してしまう。ステンレスを用いることで、この問題を解決することができる。なお、ステンレスの代わりに、樹脂でも水分を保持し難い弗素樹脂、ＰＥＥＫ材等を用いてもよい。【００３６】
図１に示されるように、移動ブロック４の移動方向の両端面には、すきまシールとしてのエンドすきまシール５が取り付けられる。エンドすきまシール５は、交互に積層した薄板状の複数枚の第１及び第２のプレート９，１０と、これら第１及び第２のプレート９，１０が取り付けられる押さえプレート１１とで構成される。エンドすきまシール５には、軌道レール１の外形形状に合わせた開口９ａ，１０ａが形成される。【００３７】
図３に示されるように、移動ブロック４の移動方向から見て、移動ブロック４と軌道レールとの間にはかなりのすきまが空く。エンドプレート７を取り付けても、エンドプレート７と軌道レール１との間にはすきまが空く。エンドすきまシール５は、エンドすきまシール５と軌道レール１との間のすきまをできるだけ小さくするために設けられる。【００３８】
図４はエンドすきまシール５を取り付けた運動案内装置の正面図を示す。エンドすきまシール５には、軌道レール１の外形形状に合わせた開口９ａ，１０ａが形成される。この開口９ａ，１０ａの大きさは軌道レール１の外形形状よりも大きく、エンドすきまシール５と軌道レール１との間には軌道レール１に沿った僅かなすきま１２が空く。このため、エンドすきまシール５は軌道レール１に接触することなく、僅かなすきまを保ちながら軌道レール１に沿って移動する。すきま１２の詳細については後述する。【００３９】
図５はエンドすきまシール５の分解斜視図を示す。第１のプレート９は、金属製（例えばステンレス製）の薄板をプレスで打ち抜くことで製造される。第１のプレート９は、略矩形状に形成されると共にその下部の中央部分に軌道レール１の断面形状に合わせた開口９ａを有する。開口９ａの形状は軌道レール１の断面形状よりも僅かに大きい。第１のプレート９の開口９ａの周囲には、第１のプレート９及び第２のプレート１０を押えプレート１１に取り付けるためのねじ１３等が通る貫通孔９ｂが形成される。また第１のプレートの開口９ａの上部の貫通孔９ｂの両脇には、エンドすきまシール５を移動ブロック４に取り付けるためのねじ１４（図１参照）等が通る貫通孔９ｃが形成される。第１のプレート９の側面には、三角形状の切り欠き９ｅが形成される。【００４０】
第２のプレート１０も略矩形状に形成されると共に、その下部の中央部分に軌道レール１の断面形状に形状を合わせた開口１０ａが形成される。詳しくは後述するが、第２のプレート１０の開口１０ａの形状は第１のプレート９の開口９ａの形状よりも僅かに大きい。このため、第１のプレート９と第２のプレート１０とを積層すると、開口部分に凹凸形状が形成される。第２のプレート１０の開口１０ａ周囲にも、ねじ１３等が通る貫通孔１０ｂが形成される。第２のプレート１０も例えばステンレス製等の金属製の薄板をプレスで打ち抜くことで製造される。また第２のプレート１０の側面には、第１のプレート９と上下方向に位置をずらせて三角形状の切り欠き１０ｅが形成され、これにより第１のプレート９と第２のプレート１０とを組み立てた後に、これらを外側から区別することができる。第１のプレート９及び第２のプレート１０をプレスで打ち抜く代わりに、レーザー加工やワイヤ加工で作成すると、第１のプレート９及び第２のプレート１０の寸法精度を高めることができる。【００４１】
エンドすきまシール５に多数の凹凸を形成するためには、第１のプレート９及び第２のプレート１０は薄い方が望ましい。また、ねじ１３で締めたときに変形し難くするためには、第１のプレート９及び第２のプレート１０は有る程度の厚みを持つ方が望ましい。これらの要求から、第１のプレート９及び第２のプレート１０の厚みは、例えば０．２ｍｍ程度に設定される。勿論、移動ブロック４の大きさ等に合わせてこれ以外の任意の厚さに設定してもよい。【００４２】
押えプレート１１は、第１及び第２のプレート９，１０よりも肉厚に形成される。この押えプレート１１にも、軌道レール１の形状に合わせた開口１１ａが形成される。開口１１ａの周囲には、ねじ１３に螺合する雌螺子部１１ｂが形成される。組み立て治具に第１のプレート９，第２のプレート１０及び押えプレート１１を突き当て、位置決めした状態で、ねじ１３によってこれらを結合する。【００４３】
図６は積層した状態のエンドすきまシール５を示す。図６（Ａ）に示されるように、第２のプレート１０の開口１０ａの形状は第１のプレート９の開口９ａの形状よりも若干大きい。このため図６（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、エンドすきまシール５の軌道レール１に対向する面は凹凸形状に形成される（図７も参照）。第１のプレート９及び第２のプレート１０を積層した状態で、第２のプレート１０と軌道レール１との間のすきまβは、第１のプレート９と軌道レール１との間のすきまαよりも大きい。【００４４】
複数枚の第１及び第２のプレートを交互に積層しなくても、一体ものの部材に複数の溝を形成することでも、エンドすきまシール５に凹凸形状を形成することができる。しかしこの場合、凹凸の繰り返しの回数を増やせば増やすほど加工が困難になる。加工の問題を解決できたら、一体ものの部材に複数の溝を形成してもよい。【００４５】
ここで、エンドすきまシール５を移動ブロック４に取り付けた状態で、第１のプレート９と軌道レール１との間のすきまαは、第１のプレート９が軌道レール１に最も接近した位置で０．２５ｍｍ以下に設定される。このすきまαが小さければ小さいほど、通路に気体が流れるときの抵抗が大きくなる（すなわち気体が外部に漏れ難くなる）ので、すきまαの目標値を０．０５〜０．０６ｍｍ程度あるいはそれ以下に設定するのが望ましい。しかし、軌道レール１には加工上の公差があるので、あまり小さく設定するとエンドすきまシール５と軌道レール１が接触するおそれがある。このためこの実施形態では、軌道レール１の公差±０．１ｍｍ，すきまシール１の公差±０．０５ｍｍ，及び運動案内装置にかかる荷重によるすきまαの変化量０．０２〜０．０３ｍｍを加味して、すきまαを０．０２〜０．２５ｍｍ程度、望ましくは０．０５〜０．１５ｍｍ程度に設定している。【００４６】
第１のプレート９と第２のプレート１０との高さの差γ（段差）は、この実施形態では、第１及び第２のプレート９，１０の厚さｔと略等しく、例えば０．２ｍｍ程度に設定される。この高さの差γは大きければ大きいほど、表面積が大きくなって、通路に気体が流れるときの抵抗が大きくなる。勿論、厚さｔ及び高さの差γは０．２ｍｍに限定されるものではなく、０．１ｍｍ，０．３ｍｍ等適宜定めることができる。【００４７】
移動ブロック４にエンドすきまシール５を取り付ける前に、移動ブロック４にはグリース等の潤滑油が供給される。潤滑油は例えば給油ニップル、潤滑油供給経路等を介して移動ブロックのボール３に塗られる。ボール３が移動するうちに、潤滑油がボール３全体、ボール転走溝１ａ、及び負荷ボール転走溝２ａに供給される。潤滑油が真空環境に置かれると、潤滑油の基油が蒸発して気体になる。【００４８】
エンドすきまシール５は軌道レール１に接触することなく移動する。エンドすきまシール５の内側と軌道レール１との間のすきま１２は、可及的に小さくされ、しかもエンドすきまシール５の軌道レール１に対向する面は凹凸形状に形成される。このため、エンドすきまシール５と軌道レール１との間の通路を気体が流れるとき、大きな抵抗が生じる。【００４９】
エンドすきまシール５を設けることで気体が外部に漏れ難くなるので、潤滑剤の寿命が延び、また外部の環境が汚染するのを防止できる。また、グリースの種類を最も気化し難いフッ素グリースから１ランク下げたグリースも使用できるようになる。【００５０】
気体の流れの抵抗は電気の抵抗と略同様に考えることができる。抵抗の逆数をコンダクタンスといい、気体の流れやすさを表す。図８は真空容器２１と真空ポンプ２２を通路２３（コンダクタンスＣ）で結んだときの流れの模式図を示す。コンダクタンスＣ（ｍ3・ｓ-1）のオリフィスや間の両端の圧力がＰ1，Ｐ0（Pa）のときに、この間を通って流れる気体の流量Ｑは、【００５１】
（数１）
Ｑ＝Ｃ（Ｐ1−Ｐ0）(Pa・ｍ3・ｓ-1)
で与えられる。【００５２】
図９は、通路２３の側面形状をストレート形状と三角形状にした場合のコンダクタンスの違いを示す。図（Ａ）は計算に使用された通路２３の斜視図を示し、図（Ｂ）及び（Ｃ）は通路２３に沿った通路２３の断面図を示す。図（Ｂ）は通路２３の側面に凹凸形状として三角形状が繰り返し現れる場合を示し、図（Ｃ）は通路２３の側面がストレート形状の場合を示す。図中ａ，ｂは通路の断面形状の縦・横寸法を表し、Ｌは奥行き方向の長さを表す。【００５３】
図（Ｂ）で示される通路形状が三角形状のときのコンダクタンスは下記数２式で表される。【００５４】
（数２）
Ｃ＝Ｃ１×Ｋ＝１１．６ａｂ×１０-2×Ｋ＝１．６７×１０-3[l/S]
数式中のｋは凹凸による補正係数を表し、Ｃ１は断面積ａｂのオリフィスのコンダクタンスを表す。【００５５】
また図（Ｃ）で示される通路形状がストレート形状のときのコンダクタンスは下記数３式で表される。【００５６】
（数３）
Ｃ＝Ｋａ2ｂ2／π（ａ＋ｂ）Ｌ＝４．０５×１０-3[l/S]
【００５７】
数２式及び数３式を比較すると、通路２３の断面形状が三角形状のときはストレート形状のときより、コンダクタンスが４１％まで小さくなることがわかる。すなわち通路２３の側面形状をストレート形状よりも、三角形状にするほうがコンダクタンスは小さくなる。本実施形態では、プレス成形した第１のプレートと第２のプレートを積層して凹凸形状を形成しているので、凹凸形状は必然的に四角形状になる。ここでは四角形状の場合のコンダクタンスは算出していないが、三角形状の場合と同様に小さくなるものと推測される。
なお、上記数２式及び数３式は、図９に示される通路２３を仮定した上で、通路２３が三角形状のときにコンダクタンスが低減することを説明している。しかし、本実施形態のエンドすきまシール５は、そのすきま形状が図９に示される通路２３とは相違するので、そのコンダクタンスも数２式及び数３式のものとは異なる。エンドすきまシール５のコンダクタンスの試算については下記の実施例において説明する。【００５８】
本実施形態では、板厚０．２ｍｍのプレートを４０枚程度重ねて奥行き方向の長さが８ｍｍのエンドすきまシール５を製造してみたが、勿論寸法はこれに限られることはない。エンドすきまシール５の奥行き方向の長さＬが長ければ長いほどコンダクタンスは小さくなる。しかし長さＬが長くなると、その分移動ブロック４のストロークが短くなる。これらの兼ね合いから長さＬが決定される。【００５９】
また凹凸の繰り返し回数が多ければ多いほどコンダクタンスは小さくなる。凹凸を設けることで、奥行き方向の長さＬを短くすることができる。【００６０】
図１０及び図１１は、移動ブロック４に取り付けられるサイドすきまシール６を示す。移動ブロック４は全体が鞍形状に形成され、軌道レール１の上面に対向する中央部４ａと、軌道レール１の側面に対向する脚部４ｂとを有する。脚部４ｂの下端にサイドすきまシール６が取り付けられる。サイドすきまシール６は移動ブロック４の移動方向に細長く伸び、サイドすきまシール６の両端は移動ブロックに設けられたエンドすきまシールに接触する。したがって、移動ブロック４と軌道レール１との間のすきまの周囲は、移動ブロック４の両端に設けた一対のエンドすきまシール５及び移動ブロック側面の一対のサイドすきまシールによって覆われる。【００６１】
サイドすきまシール６は、サイドすきまシール６を移動ブロック４に取り付けるための平板部６ｂと、軌道レール１に向かって突出し、サイドすきまシール６と軌道レール１との間のすきまを狭くする突出部６ａとを有する。平板部６ｂには、ねじ１９等（図３参照）の結合手段でサイドすきまシール６を移動ブロックに結合するための孔６ｃが空けられる。突出部６ａは軌道レール１の側面の形状に合わされ、軌道レール１と突出部６ａとの間には僅かなすきま２０が形成される。【００６２】
より詳しく説明すると、図１０に示されるように、軌道レール１の側面には、底部２４ｃと側壁２４ａ，２４ｂからなる溝が形成される。一方の側壁２４ｂには下側のボール転走溝１ａが形成される。突出部６ａは溝の底部２４ｃと側壁部２４ａに接近する。図１２に示されるように、突出部６ａと底部２４ｃとの間のすきまＳ１は突出部６ａと側壁部２４ａとの間のすきまＳ２よりも小さい。これは軌道レール１の底部２４ｃの公差が側壁部２４ａの交差よりも小さいからである。このように軌道レール１の公差が小さい部分は大きい部分に比較してすきまを小さく設定することができる。すきまＳ１，Ｓ２の大きさは、上記エンドすきまシール５の場合と同様に例えば０．０２〜０．２５ｍｍ、望ましくは０．０５〜０．１５ｍｍに設定される。【００６３】
サイドすきまシール６は、弗素樹脂又はＰＥＥＫ材等の樹脂製であってもステンレス等の金属製であってもよい。この実施形態では、突出部６ａの軌道レール１に対向する面６ｆは、凹凸ではなく、平面に形成される。サイドすきまシール６を樹脂で製造する場合、図１１に示されるように突出部６ａの軌道レール１に対向する面６ｆ以外の部分には、樹脂の厚みを各部分で概ね一定にするための肉削り部６ｄが形成される。樹脂の厚みが厚い部分と薄い部分ができると、樹脂の引けによりサイドすきまシール６の寸法がずれる。肉削り部６ｄを設けることにより、サイドすきまシール６の寸法がずれるのを防止することができる。【００６４】
移動ブロック４に取り付けられるサイドすきまシール６は軌道レール１に接触することなく移動する。サイドすきまシール６と軌道レール１との間のすきま２０は、可及的に小さくされる。このため、サイドすきまシール６と軌道レール１との間の通路２３を、軌道レール１に沿って下方向に気体が流れるとき、大きな抵抗が生じる。【００６５】
サイドすきまシール６は、軌道レール１から移動ブロック４を取り外す際に、移動ブロック４からボール３が落下するのを防止する機能も有する。この機能を持たせるために、図１０に示されるように、サイドすきまシール６の上端６ｅと負荷ボール転走溝２ａの上端２５との間の距離は、ボール３の直径よりも小さい。また移動ブロック４の中央部４ａの下面にも、上側の負荷ボール転走溝２ａを転がるボール３が移動ブロック４から落下するのを防止するボール保持部材２６が設けられる。【００６６】
図１３ないし図１５はサイドすきまシールの他の例を示す。この例のサイドすきまシール３１では、サイドすきまシール３１の軌道レール１に対向する面３１ａに、溝３２が形成され、これにより面３１ａに凹凸形状が形成される。溝３２は図１４に示されるように、サイドすきまシール３１の伸びる方向（移動ブロック４の移動方向）と平行に伸びる。溝３２の断面形状は図１５に示されるように三角形状である。サイドすきまシール３１が平板部と突出部を有する点、及びボール保持機能も有する点は図１２に示されるサイドすきまシール６と同一である。【００６７】
この例のサイドすきまシールでは、凹凸形状を形成することで、平らに形成する場合に比べて、サイドすきまシール３１と軌道レール１との間の通路を気体が流れるとき、より大きな抵抗が発生する。【００６８】
図１６及び図１７はサイドすきまシールのさらに他の例を示す。この例のサイドすきまシール３３では、サイドすきまシール３３の軌道レール１に対向する面３３ａに断面四角形状の溝３４が形成される。溝３４の断面形状はこの例に示される四角形状であってもよい。【００６９】
なお本発明は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば本発明の運動案内装置は、リニアガイド以外にボールスプライン、ボールねじ等に適用することができる。ボールスプラインに適用した場合、軌道部材としては円筒形状の軌道軸が用いられ、移動部材には軌道軸に嵌り合う円筒形状の外筒が用いられる。ボールねじに適用した場合、軌道部材としてはねじ軸が用いられ、移動部材にはねじ軸に嵌り合うナットが用いられる。また、転動体にはボールの替わりにローラを用いることもできる。
【実施例】
【００７０】
エンドすきまシールを移動ブロックに取り付けない場合のコンダクタンスと、取り付けた場合とでコンダクタンスを試算・比較した。図１８は試算に用いたすきまの形状を示す。寸法ｂがすきまの幅、ａがすきまの長さ、Ｌがすきまの奥行き方向の厚さを表す。表１はコンダクタンスの比較を示す。計算結果から、エンドすきまシールを移動ブロックに取り付けると、コンダクタンスを約１／１５０に低減できることがわかった。【００７１】
【表１】
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【００７２】
計算結果から、運動案内装置を真空環境でも使用できるようにするには、コンダクタンスの値を３．０×１０-2（Ｌ／ｓ）以下に低減させる必要があることがわかった。【００７３】
上記実施形態の運動案内装置を製造し、真空チャンバ内に入れた。そして、どれだけの量のグリースが蒸発して気体になるか、すなわち真空の度合いがどの程度落ちるかの試験を行った。図１９は、真空チャンバを真空に引いたときの圧力試験の結果を示す。縦軸はチャンバ内の圧力を示し、横軸は時間を示す。【００７４】
図中実線は、真空チャンバ内に運動案内を入れていないときの圧力の変化、すなわち真空チャンバ自体の性能を示す。真空引きの時間の経過と共に圧力が下がり、やがて平衡になることがわかる。【００７５】
図中破線は、グリースを給油していない運動案内装置を、真空チャンバ内に入れたときの圧力の変化を示す。この場合、空の真空チャンバの圧力に近い低い値を示すことがわかる。僅かに高くなるのは、運動案内装置の金属製の部品から僅かに気体が発生するからである。【００７６】
図中二点鎖線は、グリースを給油した運動案内装置を真空チャンバ内に入れたときの圧力の変化を示す。この運動案内装置には、すきまシールは取り付けられておらず、運動案内装置内部のグリースが気化して外部に漏れ易い状態になっている。グリースを給油しない破線の場合に比べて、グリースが気化して外部に漏れ出た分だけ、全体的に高い圧力になる。【００７７】
図中一点鎖線は、すきまシールが取り付けられた運動案内装置を真空チャンバ内に入れたときの圧力の変化を示す。この運動案内装置には、グリースが給油され、且つすきまシールとしてエンドすきまシール及びサイドすきまシールが取り付けられる。すきまシールを取り付けることによって、グリースが気化して外部に漏れ出るのを防止することができ、その結果、グリースを給油しない破線の場合と略等しい低い圧力になることがわかる。【００７８】
図中三点鎖線は、運動案内装置の標準品（真空環境用ではなく、エンドプレートが樹脂からなる汎用品）を真空チャンバ内に入れたときの圧力の変化を示す。グリースから発生する気体と共に樹脂製のエンドプレートからも気体が多量に発生するので、他の運動案内装置に比べて一桁高い圧力になってしまった。【００７９】
本明細書は、２００４年１１月２２日出願の特願２００４−３３７０４５及び２００５年１０月２８日出願の特願２００５−３１５３００に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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