(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアモータから発生する磁力によって周辺部品が磁化され難くし、ステージをスムーズに移動させることができるようにする。【解決手段】基台部２と、基台部２に設けられたリニアガイドレール３３，３４と、リニアガイドレール３３，３４に対しガイドローラ３２を介して往復直線動作可能に支持される可動ステージ４と、基台部２に対しリニアガイドレール３３，３４の延出方向と平行に配設されたリニアモータ３を構成する固定子６と固定子６に沿って移動可能で且つ可動ステージ４に固設されている可動子７とを備え、固定子６と可動子７との相互作用により可動ステージ４を予め設定した位置に直線移動させるに際し、基台部２と可動ステージ４とを非磁性体材料で形成することで、リニアモータ３から発生する磁力の影響を受けても、周辺部品が磁化され難くなり、可動ステージ４をスムーズに移動させることができる。【選択図】図２
2009200457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台部と、
該基台部に設けられたリニアガイドレールと、
該リニアガイドレールに対しスライド部材を介して往復直線動作可能に支持される可動ステージと、
前記基台部に対し前記リニアガイドレールの延出方向と平行に配設された固定子と該固定子に沿って移動可能で且つ前記可動ステージに固設されている可動子とを備え、
該固定子と該可動子との相互作用により前記可動ステージを予め設定された位置に直線移動させる位置決め装置において、
前記基台部と前記可動ステージとが非磁性体材料で形成されていることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】
前記リニアガイドレールが鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記リニアガイドレールが前記基台部と一体形成されており、
前記リニアガイドレールの前記スライド部材が摺接する部位が鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記鉄系金属材料は前記リニアガイドレールとは別体の棒材で形成されていることを特徴とする請求項３記載の位置決め装置。
【請求項５】
前記スライド部材が鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項６】
前記スライド部材が前記可動ステージに回動自在に支持されているガイドローラであり、
前記ガイドローラが前記リニアガイドレールと該リニアガイドレールに沿って平行に延出されている前記基台部に形成された側壁との間に介装されて前記可動ステージの往復直線動作をガイドすることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項７】
前記ガイドローラに、前記可動ステージの上方への移動を規制する第１ローラ本体と下方への移動を規制する第２ローラ本体とが設けられていることを特徴とする請求項６記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記スライド部材が前記可動ステージに回動自在に支持されているガイドローラであり、
前記ガイドローラが、前記リニアガイドレールに支持されて、前記可動ステージの移動方向に直交する水平方向の移動を規制する水平規制ガイドローラと上下方向の移動を規制する上下規制ガイドローラとを有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記上下規制ガイドローラに、前記可動ステージの上方への移動を規制する第１ローラ本体と下方への移動を規制する第２ローラ本体とが設けられていることを特徴とする請求項８記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動ステージを往復直線動作させて位置決めする位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体等の製造装置や各種組立装置、及び検査装置において、半導体ウエハ等のワークを予め設定された位置に移動させる位置決め装置が種々採用されている。この種の位置決め装置としては、ボールねじ軸と、このボールねじに循環ボールを介して連設するボールナットとを有する送りねじ方式のものが知られている。
【０００３】
しかし、送りねじ方式の位置決め装置では、ボールねじ軸とボールナットとのバックラッシュ、ピッチ誤差等による送り誤差が大きく、サーボモータによるフィードバック制御におけるゲインの適正化が難しい。
【０００４】
更に、この送りねじ方式の位置決め装置は、モータによる回転動力をボールねじとボールナットとにより往復直線運動に変換するものであるため、構造が複雑で、しかも機械的摩擦があるので、高い精度の位置決めは困難なばかりか、装置全体が大型化してしまう問題がある。
【０００５】
そのため、最近では、高い精度の位置決め、及び装置全体の小型化、薄型化を実現すべく、非接触状態で可動ステージを直接駆動する電磁式の小型リニアモータを内蔵する位置決め装置が、特許文献１（特開２００７−３３６６９７号公報）等で提案されている。
【特許文献１】特開２００７−３３６６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示されているように、電磁式の小型リニアモータは、複数の界磁マグネットを互いに反対の磁極が対向するように直列に組み合わせてなる固定子と、この固定子の外側にこれを囲むように配置されて固定子の軸方向にスライド可能であってコイルが巻き付けられている可動子とを有し、この可動子に可動ステージが固定されている。そして、コイルに対して、界磁マグネットで発生される磁束と交叉するように電流を流すことにより、この電流と磁界との相互作用に基づいて、コイルに軸方向への駆動力が発生し、当該駆動力にて可動ステージが移動される。
【０００７】
又、小型リニアモータとして、可動マグネット型リニアモータを採用するものも知られている。可動マグネット型リニアモータは、固定子側にコイルが巻き付けられ、可動子側に複数の界磁マグネットが配設されているが、この場合もその動作は上述と同様である。
【０００８】
ところで、電磁式の小型リニアモータはコイルや界磁マグネットから発生する磁力によって、周辺部品を磁化してしまう。周辺部品が磁化されると、その磁力により、例えば互いに摺動する部品間が磁力により吸着されてしまい、スムーズな移動が困難となる。その結果、可動ステージに載置固定されている半導体ウエハ等のワークの位置出し精度が低下してしまう問題がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、電磁式小型リニアモータから発生する磁力によって、周辺部品が磁化され難く、可動ステージをスムーズに移動させることが可能で、この可動ステージに載置固定されるワークの位置決め精度をより高めることのできる位置決め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】
上記目的を達成するため、第１発明は、基台部と、該基台部に設けられたリニアガイドレールと、該リニアガイドレールに対しスライド部材を介して往復直線動作可能に支持される可動ステージと、前記基台部に対し前記リニアガイドレールの延出方向と平行に配設された固定子と該固定子に沿って移動可能で且つ前記可動ステージに固設されている可動子とを備え、該固定子と該可動子との相互作用により前記可動ステージを予め設定された位置に直線移動させる位置決め装置において、前記基台部と前記可動ステージとが非磁性体材料で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成では、固定子を配設する基台部と、可動子を配設する可動ステージとを非磁性体材料で形成したので、基台部と可動ステージとが固定子及び可動子からの磁力の影響をうけて磁化することが無く、その結果、可動ステージをスムーズに移動させることが可能となり、可動ステージに載置固定されるワークの位置決め精度をより高めることができる。
【００１２】
第２発明は、第１発明において前記リニアガイドレールが鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする。このような構成では、リニアガイドレールを鉄系金属材料で形成したので耐久性が向上する。又、リニアガイドレールを設ける基台部が非磁性体材料で形成されているので、このリニアガイドレールが固定子からの磁力の影響を受けて磁化されることがない。
【００１３】
第３発明は、第１発明において、前記リニアガイドレールが前記基台部と一体形成されており、前記リニアガイドレールの前記スライド部材が摺接する部位が鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このような構成では、リニアガイドレールを基台部と一体形成したので、製造が容易になる。
【００１５】
第４発明は第３発明において、前記鉄系金属材料は前記リニアガイドレールとは別体の棒材で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成では、鉄系金属材料をリニアガイドレールとは別体の棒材で形成したので、棒材が摩耗した場合は、この棒材のみを交換すれば良いので、摩耗対応に要する部品の交換コストを低減させることができる。
【００１７】
第５発明は、第１〜第４発明において、前記スライド部材が鉄系金属材料で形成されていることを特徴とする。このような構成ではスライド部材を鉄系金属材料で形成したので耐久性が向上する。この場合、スライド部材が接触する可動ステージが非磁性体材料で形成されているので、このスライド部材が可動子からの磁力の影響を受けて磁化されることがない。
【００１８】
第６発明は、第１〜第５発明において、前記スライド部材が前記可動ステージに回動自在に支持されているガイドローラであり、前記ガイドローラが前記リニアガイドレールと該リニアガイドレールに沿って平行に延出されている前記基台部に形成された側壁との間に介装されて前記可動ステージの往復直線動作をガイドすることを特徴とする。
【００１９】
このような構成では、可動ステージかガイドローラにガイドされて往復直線移動するので移動がスムーズになる。
【００２０】
第７発明は、第６発明において、前記ガイドローラに、前記可動ステージの上方への移動を規制する第１ローラ本体と下方への移動を規制する第２ローラ本体とが設けられていることを特徴とする。
【００２１】
このような構成では、可動ステージが第１ローラ本体により上方向の移動が規制され、又第２ローラ本体により下方の移動が規制されるので、各ローラ本体に必要とされる遊びが設けられていても、可動ステージにガタが発生せず、この可動ステージをスムーズに往復直線移動させることができる。
【００２２】
第８発明は、第1〜第５発明において、前記スライド部材が前記可動ステージに回動自在に支持されているガイドローラであり、前記ガイドローラが、前記リニアガイドレールに支持されて、前記可動ステージの移動方向に直交する水平方向の移動を規制する水平規制ガイドローラと上下方向の移動を規制する上下規制ガイドローラとを有していることを特徴とする。
【００２３】
このような構成では、ガイドローラを、可動ステージの移動方向に直交する水平方向の移動を規制する水平規制ガイドローラと上下方向の移動を規制する上下規制ガイドローラとしたので、各ローラ本体に必要とされる遊びが設けられていても、可動ステージにガタが発生せず、この可動ステージをスムーズに往復直線移動させることができる。更に、可動ステージの水平方向の移動と上下方向の移動とを異なるガイドローラで規制したので、このガイドローラの可動ステージに対する組付けが容易となる。
【００２４】
第９発明は、第８発明において、前記上下規制ガイドローラに、前記可動ステージの上方への移動を規制する第１ローラ本体と下方への移動を規制する第２ローラ本体とが設けられていることを特徴とする。
【００２５】
このような構成では、上下規制ガイドローラに、可動ステージの上方への移動を規制する第１ローラ本体と下方への移動を規制する第２ローラ本体とを設けたので、各ローラ本体に必要とされる遊びが設けられていても、可動ステージにガタが発生せず、この可動ステージをより一層スムーズに往復直線移動させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、固定子を配設する基台部と、可動子を配設する可動ステージとを非磁性体材料で形成したので、リニアモータを構成する固定子や可動子から発生する磁力によって、周辺部品が磁化され難くなり、可動ステージをスムーズに移動させることが可能になる。その結果、可動ステージに載置固定されるワークの位置決め精度をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１〜図１２に本発明の第１実施形態を示す。図１は位置決め装置の斜視図、図２は同分解斜視図、図３は同平面図、図４は同側面図、図５は図４のV-V断面図である。
【００２８】
これらの図に示す位置決め装置１は、例えば半導体ウエハ等の精密基板の製造工程或いは検査工程において当該精密基板を正確に位置決めする際に用いられる。
【００２９】
位置決め装置１は、基台部２、電磁式小型リニアモータ（以下、単に「リニアモータ」と称する）３、このリニアモータ３にて往復直線動作する可動ステージ４、この可動ステージ部の位置を検出する位置検出手段としてのリニアエンコーダ５を備えている。
【００３０】
リニアモータ３は、可動マグネット型であり、長尺なシャフト状の固定子６と、この固定子６に沿って往復動作する可動子７とを有している。固定子６は磁性金属である鋼材等の鉄系金属材料からなる芯材９に樹脂等の絶縁材料で形成されたコイルボビン（図示せず）を介して電磁コイル１３が巻回され、その外表が絶縁材（図示せず）で被覆されている。又、電磁コイル１３は、Ｙ結線されたＵ，Ｖ，Ｗ相の３相のコイルを一組とし、この一組のコイルが軸方向に沿って複数配列されたコイル群で構成されている。尚、コイルボビンは各相毎に設けられており、１つのコイルボビンの幅が、後述する界磁マグネット１６の幅のおおよそ１／３程度に形成されている。
【００３１】
可動子７は、固定子６の外形よりもわずかに大きな内径を有する複数の界磁マグネット１６を有している。この各界磁マグネット１６は、樹脂等の非磁性を有する仕切板１７を介して、同極同士（Ｓ極とＳ極、或いはＮ極とＮ極）が互いに対向する状態で接合されている。尚、仕切板１７の外径及び内径は、界磁マグネット１６の外径及び内径と同径に形成されている。
【００３２】
この各界磁マグネット１６の内周が固定子６に移動可能な状態で挿通されている。固定子６は、その両端が基台部２に固定されている。基台部２は、平面視が固定子６の延出方向に沿って細長い形状の基台本体２１と、この基台本体２１の長手方向両端に固設されている一対の支持ブロック２２とを備えている。この支持ブロック２２に固定子６の両端が固設されて、図４に示すように水平状態が維持されている。又、この基台本体２１と支持ブロック２２とが、アルミニュウム、アルミニュウム合金、真ちゅう等の非磁性体金属で形成されている。
【００３３】
図２、図７に示すように、基台本体２１に、固定子６の下方と両側とを囲むと共に上方に開口する逃げ溝２３が、固定子６に沿って形成されており、この逃げ溝２３を形成する側壁２４の外側に規制溝２４ａが固定子６に沿って形成されている。この規制溝２４ａに可動ステージ４に固設されている、後述するスライド部材としての４個のガイドローラ３２の上面が支持される。
【００３４】
図２、図５、図１１に示すように、可動ステージ４はアルミニュウム、アルミニュウム合金、真ちゅう等の非磁性体金属で形成されており、上面に、平坦なステージ面４ａが形成されている。このステージ面４ａは、半導体ウエハ等のワークを固定するテーブル（図示せず）が固設され、或いはこのステージ面４ａにワークが直接載置固定される。
【００３５】
又、この可動ステージ４の幅方向（図５の水平方向）の中央底面にマグネットハウジング４ｂが、図５の手前から奥行き方向へ突出形成されている。このマグネットハウジング４ｂの内周に界磁マグネット１６が嵌合されている。更に、この界磁マグネット１６の内周に固定子６が挿通される。
【００３６】
又、可動ステージ４の幅方向両側にローラ支持面４ｃが形成されている。図５、図１１に示すように、ローラ支持面４ｃは、基台本体２１に形成されている規制溝２４ａに対し、外方斜め上方から所定角度（本実施形態では４５°）で対設されている。尚、規制溝２４ａの形成されている面はローラ支持面４ｃに対して平行に形成されている。
【００３７】
又、両ローラ支持面４ｃの可動ステージ４の移動方向端部側にガイドローラ３２が配設されている。このガイドローラ３２は支持軸３２ａを有し、この支持軸３２ａの先端側に軸受け（図示せず）を介してローラ本体３２ｂが回動自在に支持されている。尚、この支持軸３２ａ、及びローラ本体３２ｂが、ステンレス鋼等の鉄系金属材料で形成されている。
【００３８】
又、ローラ本体３２ｂの基部にフランジ部３２ｃが形成されており、このフランジ部３２ｃが、後述するリニアガイドレール３３，３４の上端エッジ部３３ｂ，３４ｂに掛止される。又、支持軸３２ａの後端が、ローラ支持面４ｃに対して垂直に植設され、ローラ本体３２ｂがローラ支持面４ｃと平行な位置で回動される。
【００３９】
基台本体２１の左右側壁２４の外側にリニアガイドレール３３，３４が各々固設されている。この両リニアガイドレール３３，３４は、炭素鋼等の鉄系金属材料で形成されており、左右側壁２４とほぼ同じ長さに形成されている。又、図８、図９に示すように、各リニアガイドレール３３，３４の上面に、ローラ本体３２ｂの転動面に当接して、ローラ本体３２ｂをガイドするレール面３３ａ，３４ａが、ローラ本体３２ｂの傾斜角度と同じ傾斜角度（本実施形態では４５°）で形成されている。このレール面３３ａ，３４ａの上端エッジ部３３ｂ，３４ｂが、ローラ本体３２ｂの基部に形成されているフランジ部３２ｃに当接する角度（本実施形態では９０°）に形成されている。
【００４０】
基台本体２１の左右側壁２４の外側に、各リニアガイドレール３３，３４を載置する段部２１ａ，２１ｂが形成されている。この段部２１ａ，２１ｂに各リニアガイドレール３３，３４を固定すると、図５に示すように、レール面３３ａ，３４ａの裾部が、左右側壁２４に形成されている規制溝２４ａの下端に当接される。このレール面３３ａ，３４ａと左右側壁２４に形成されている規制溝２４ａとで、ローラ本体３２ｂを臨ませるローラガイド溝３５が形成される。
【００４１】
このローラガイド溝３５は、ローラ本体３２ｂの径よりもやや大きな溝幅を有しており、このローラガイド溝３５にローラ本体３２ｂが臨まされると、このローラ本体３２ｂがレール面３３ａ，３４ａに当接すると共に、ローラ本体３２ｂの基部に形成されているフランジ部３２ｃがエッジ部３３ｂ，３４ｂに掛止されて、図５の上下方向及び水平方向が位置決めされる。尚、図５には、ローラ本体３２ｂが規制溝２４ａに摺接されているように記載されているが、このローラ本体３２ｂと規制溝２４ａとの間は、所定の間隙を有している。従って、ローラ本体３２ｂとフランジ部３２ｃとは、リニアガイドレール３３，３４のレール面３３ａ，３４ａ、及びエッジ部３３ｂ，３４ｂに摺接してガイドされる。このリニアガイドレール３３，３４のレール面３３ａ，３４ａ、及びエッジ部３３ｂ，３４ｂは、固定子６に沿って平行に配設されている。
【００４２】
従って、可動ステージ４は、ガイドローラ３２の転動によりリニアガイドレール３３，３４のレール面３３ａ，３４ａ、及びエッジ部３３ｂ，３４ｂに沿って移動するため、可動子７を構成する界磁マグネット１６の内周は、固定子６の外周に対して常に一定の間隔を保持した状態で移動される。
【００４３】
又、リニアエンコーダ５は、レーザや発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子４１と、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子４２と、両素子４１，４２間に介装されたプレート４３とを備えている。受光素子４２は、可動ステージ４の移動方向に直交する面に固設されている取付板４５に固設されており、発光素子４１は受光素子４２に対して所定間隔を開けて対設されていると共に、可動ステージ４から延出されているアーム４６に固設されている。従って、両素子４１，４２は可動ステージ４と一体に移動される。
【００４４】
又、プレート４３は、可動ステージ４の移動方向に沿う横長の矩形状に形成されていると共に不透過性を有している。又、このプレート４３が両素子４１，４２間に臨まされており、下端が基台本体２１の一側に固設されている固定ベース４７に立設されている。このプレート４３に回折格子が可動ステージ４の移動方向に沿って一定ピッチ毎に形成されている。発光素子４１から出射される可視光を回折格子に照射すると、回折格子を透過した回折光により形成された干渉縞を受光素子４２で検出して電気信号に変換し、図１２に示すモータ制御装置５１へ出力する。
【００４５】
モータ制御装置５１は、マイクロコンピュータを主体に構成されたモータ制御部５２と、このモータ制御部５２からの信号に応じた駆動信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）を出力するモータ駆動回路５３とを有し、入力側に送り位置設定手段５４、受光素子４２が接続され、出力側にリニアモータ３の電磁コイル１３が接続されている。モータ制御部５２は、受光素子４２から出力される干渉縞に応じた電気信号に基づき、干渉縞の明暗の変化を検出し、この変化から可動ステージ４の移動速度、及び移動位置を検出すると共に、送り位置設定手段５４から出力された目標となる送り位置と、検出した移動位置との偏差に応じたフィードバック信号をモータ駆動回路５３へ出力する。モータ駆動回路５３では入力されたフィードバック信号に対応するＰＷＭ信号をリニアモータ３の電磁コイル１３へ出力し、可動ステージ４の移動位置が目標となる送り位置に収束するようにフィードバック制御を行う。
【００４６】
次に、このような構成による位置決め装置１の動作について説明する。
【００４７】
モータ制御装置５１からリニアモータ３の固定子６に設けられている電磁コイル１３に通電すると、この電磁コイル１３に、可動子７に設けられている界磁マグネット１６の磁界に交叉するような電流が流れ、この電流と界磁マグネット１６の磁界との相互作用により、界磁マグネット１６に軸方向への駆動力が発生し、この駆動力にて可動ステージ４に推力が発生する。
【００４８】
可動ステージ４は、その両側に形成されたローラ支持面４ｃに圧入されているガイドローラ３２が、基台部２のリニアガイドレール３３，３４に形成されているレール面３３ａ，３４ａ及び上端エッジ部３３ｂ，３４ｂに沿ってスライド自在に支持されている。従って、可動ステージ４が直線移動するに際し、界磁マグネット１６の内周は、固定子６の外周に対して常に一定の空隙を保持した状態を維持することができる。因って、界磁マグネット１６の内周と固定子６の外周と間に摺動抵抗が発生せず、可動ステージ４をスムーズに移動させることができる。
【００４９】
又、固定子を保持する基台本体２１と支持ブロック２２、及び可動子７を保持する可動ステージ４が、非磁性体金属でそれぞれ形成されているため、固定子６の電磁コイル１３から強い磁力が発生し、又可動子７の界磁マグネット１６から強い磁力が発生していても、これらを支持する基台本体２１と支持ブロック２２、及び可動ステージ４が、磁力の影響を受けて磁化されることが無くなる。従って、それらに連設されている周辺部材も磁化されることが無くなり、例えば、ガイドローラ３２を鉄系金属で形成しても、リニアガイドレール３３，３４に磁力により吸着されてしまうことがない。
【００５０】
その結果、可動ステージ４をよりスムーズに移動させることが可能となり、モータ制御装置５１におけるフィードバック制御が容易となり、この可動ステージ４を目標とする送り位置に、素早く、且つ正確に導くことができる。
【００５１】
又、ガイドローラ３２が磁化されず、しかもこれをガイドするリニアガイドレール３３，３４が固設されている基台本体２１が非磁性体金属で形成されているので、リニアガイドレール３３，３４を鉄系金属材料で形成しても、このリニアガイドレール３３，３４は磁化されることが無く、ガイドローラ３２が磁力によって吸着されることがない。その結果、相対的にリニアガイドレール３３，３４の耐久性を向上させることができるばかりでなく、リニアガイドレール３３，３４を鉄系金属材料で形成することで製品コストを低減させることができる。
[第２実施形態]
図１３〜図１５に本発明の第２実施形態を示す。図１３は位置決め装置の平面図、図１４は同側面図、図１５は図１４のXV-XV断面図である。尚、第１実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
上述した第１実施形態の可動ステージ４に設けられた各ガイドローラ３２は、一つの支持軸３２ａに対して、一つのローラ本体３２ｂを枢支した構造であるが、本実施形態によるスライド部材としての各ガイドローラ３２１は、１つの支持軸３２ａに対して、先端側から第１、第２の２つのローラ本体３２２，３２３を回動自在に枢支されており、この各ローラ本体３２２，３２３の基部にフランジ部３２２ａ，３２３ａをそれぞれ形成したものである。
【００５３】
又、第１ローラ本体３２２が、基台本体２１の幅方向（図１５の水平方向）に形成されている側壁２４の外側に形成されているローラガイド溝３５に臨まされており、その上部側転動面のみが側壁２４の上部外側に形成されているレール面２４ｂに当接されている。更に、フランジ部３２２ａがレール面２４ｂの上端に形成されている上端エッジ部２４ｃに掛止されている。
【００５４】
一方、第２ローラ本体３２３は、基台本体２１の幅方向に配設されている一対のリニアガイドレール３３，３４の上部に臨まされ、その下部転動面のみがリニアガイドレール３３，３４の上部に形成されているレール面３３ａ，３４ａに当接されている。更に、フランジ部３２３ａが、各レール面３３ａ，３４ａの上端に形成されている上端エッジ部３３ｂ，３４ｂに掛止されている。
【００５５】
又、側壁２４の上部外側に形成されているレール面２４ｂと上端エッジ部２４ｃ、及び両リニアガイドレール３３，３４に形成されているレール面３３ａ，３４ａの上端に形成されている上端エッジ部３３ｂ，３４ｂが、基台本体２１に支持されている固定子６に沿って平行に延出されている。尚、基台本体２１、リニアガイドレール３３，３４、可動ステージ４の材質は、第１実施形態と同様である。
【００５６】
このような構成によれば、リニアモータ３の作用により可動ステージ４に推力が発生すると、この可動ステージ４は、その両側にそれぞれ配設されている４個のガイドローラ３２１に設けられている第１、第２ローラ本体３２２，３２３の転動により、基台本体２１の側壁２４に形成されているレール面２４ｂ、及び上端エッジ部２４ｃと、両リニアガイドレール３３，３４のレール面３３ａ，３４ａ、及びエッジ部３３ｂ，３４ｂに支持されながら、往復直線移動される。
【００５７】
その際、可動ステージ４の上方への移動が第１ローラ本体３２２とレール面２４ｂとの当接により規制され、下方への移動が第２ローラ本体３２３とリニアガイドレール３３，３４に形成されているレール面３３ａ，３４ａとの当接により規制される。そのため、各ローラ本体３２２，３２３に必要とされる遊びが設けられていても、上下方向が異なるローラ本体３２２，３２３により個別に規制されているため、可動ステージ４に発生するガタが抑制され、可動ステージ４をスムーズに往復直線移動させることができる。尚、その他の作用効果は上述した第１実施形態と同様である。
[第３実施形態]
図１６〜図１８に本発明の第３実施形態を示す。図１６は位置決め装置の平面図、図１７は同側面図、図１８は図１７のXVIII-XVIII断面図である。尚、第１実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
上述した第１実施形態（或いは第２実施形態）では、可動ステージ４の上下方向及び水平方向の移動を、四隅に配設したガイドローラ３２（３２１）で規制しているが、本実施形態では、可動ステージ４に、幅方向（図１８の水平方向）への移動を規制するスライド部材としてのガイドローラ（以下「水平規制ガイドローラ」と称する）３２６と、上下方向への移動を規制するスライド部材としてのガイドローラ（以下「上下規制ガイドローラ」と称する）３２７とがそれぞれ配設されている。
【００５９】
図１８に示すように、可動ステージ４は略Ｔ字状に形成され、中央に、リニアモータ３の界磁マグネット１６を保持するマグネットハウジング４ｂが形成されており、その両側、すなわち、ステージ面４ａの裏面側四隅に、水平規制ガイドローラ３２６が配設されている。このガイドローラ３２６は、支持軸３２６ａと、この支持軸３２６ａの先端部に回動自在に支持されているローラ本体３２６ｂとを有し、支持軸３２６ａの後端が、ステージ面４ａの裏面側四隅に垂下された状態で植設されている。
【００６０】
又、マグネットハウジング４ｂの下部で且つ幅方向（図１８の水平方向）両側の前後方向（図１７の水平方向）の端部に、上下規制ガイドローラ３２７が配設されている。この上下規制ガイドローラ３２７は、支持軸３２７ａと、この支持軸３２７ａに、互いに回動自在に支持されている第１、第２の２つのローラ本体３２７ｂ，３２７ｃとを有しており、この支持軸３２６ａの後端がマグネットハウジング４ｂに水平状態で植設されている。
【００６１】
このガイドローラ３２６，３２７に設けられている各ローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ，３２７ｃが、基台本体２１の両側に固定されているリニアガイドレール３３１．３４１に支持される。尚、このリニアガイドレール３３１，３４１は、炭素鋼等の鉄系金属材料で形成されている。
【００６２】
リニアガイドレール３３１，３４１の互いに対向する面に、ローラガイド溝３３１ａ，３４１ａが、リニアモータ３の固定子６に沿って形成されている。このローラガイド溝３３１ａ，３４１ａの上面に、上下規制ガイドローラ３２７の第１ローラ本体３２７ｂが当接されている。
【００６３】
又、ローラガイド溝３３１ａ，３４１ａの下面に、下方規制レール面３３１ｂ，３４１ｂが形成されており、更に、リニアガイドレール３３１，３４１の上部の互い対向する面に、水平規制レール面３３１ｃ，３４１ｃが形成されている。両レール面３３１ｂ，３４１ｂ（３３１ｃ，３４１ｃ）が、ローラガイド溝３３１ａ，３４１ａに沿って互いに平行に延出されている。
【００６４】
この下方規制レール面３３１ｂ，３４１ｂに上下規制ガイドローラ３２７の第２ローラ本体３２７ｃが当接され、又、水平規制レール面３３１ｃ，３４１ｃに水平規制ガイドローラ３２６のローラ本体３２６ｂが当接されている。尚、図１８においては、水平規制ガイドローラ３２６のローラ本体３２６ｂが、マグネットハウジング４ｂの側面に摺接しているように記載されているが、このローラ本体３２６ｂとマグネットハウジング４ｂの側面との間は、所定の間隙を有している。
【００６５】
このような構成によれば、リニアモータ３の作用により可動ステージ４に推力が発生すると、この可動ステージ４の両側にそれぞれ配設されている水平規制ガイドローラ３２６のローラ本体３２６ｂが、リニアガイドレール３３１，３４１の対向面に形成されている水平規制レール面３３１ｃ，３４１ｃ間に支持されて転動する。又、可動ステージ４のマグネットハウジング４ｂの両側に配設されている上下規制ガイドローラ３２７の第１ローラ本体３２７ｂが、リニアガイドレール３３１，３４１に形成されているローラガイド溝３３１ａ，３４１ａに支持されて転動する。更に、上下規制ガイドローラ３２７の第２ローラ本体３２７ｃが、リニアガイドレール３３１，３４１に形成されている下方規制レール面３３１ｂに支持されて転動する。
【００６６】
その結果、可動ステージ４は、各ガイドローラ３２６，３２７に設けられているローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ，３２７ｃの転動により、リニアガイドレール３３１，３４１に沿って往復直線移動する。
【００６７】
その際、可動ステージ４の水平方向への移動が、水平規制ガイドローラ３２６が水平規制レール面３３１ｃ，３４１ｃに当接されて規制される。又、上方向への移動が、上下規制ガイドローラ３２７がローラガイド溝３３１ａ，３４１ａに当接されて規制され、更に、下方への移動が、上下規制ガイドローラ３２７がローラガイド溝３３１ａ，３４１ａに当接されて規制される。
【００６８】
その結果、可動ステージ４は、各ローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ．３２７ｃより、水平方向及び上下方向が規制された状態で移動されるため、各ローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ．３２７ｃに必要とされる遊びが設けられていても、可動ステージ４に発生するガタを抑制することができ、この可動ステージ４をスムーズに往復直線移動させることができる。
【００６９】
又、本実施形態では、水平方向及び上下方向をそれぞれ独立したローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ．３２７ｃで支持するようにしたので、各ガイドローラ３２６，３２７を可動ステージ４の移動方向に対して直交する方向に配設することができるため、ガイドローラ３２６，３２７の支持軸３２６ａ，３２７ａを植設するため下穴の加工が容易になる。
［第４実施形態］
図１９に本発明の第４実施形態による図１８相当の断面図を示す。本実施形態は上述した第３実施形態の変形例である。尚、第３実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
上述した第３実施形態では、基台本体２１に鉄系金属材料で形成されているリニアガイドレール３３１．３４１を固設し、このリニアガイドレール３３１，３４１に対して、可動ステージ４に支持されている水平規制ガイドローラ３２６と上下規制ガイドローラ３２７とを支持させる構造としたが、本実施形態では、リニアガイドレール３３１．３４１を、非磁性体金属材料で形成されている基台本体２１と一体形成したものである。従って、本実施形態では、リニアガイドレール３３１，３４１も非磁性体金属材料で形成されていることになる。
【００７１】
図１９に示すように、可動ステージ４に形成されているマグネットハウジング４ｂの両側下部の前後部に、上下規制ガイドローラ３２７に設けられている支持軸３２７ａが、可動ステージ４の移動方向に直交する方向に、水平に植設されている。又、マグネットハウジング４ｂの底面四隅に、水平規制ガイドローラ３２６に設けられている支持軸３２６ａが、下方へ突出された状態で植設されている。
【００７２】
又、リニアガイドレール３３１，３４１に形成されて、上下規制ガイドローラ３２７が臨まされるローラガイド溝３３１ａ，３４１ａの上面に、棒材としての第１の丸棒６１が溶接、或いは金属接着剤を用いて固設されている。この丸棒６１は焼き入れ処理が施された鉄系金属材料で形成されており、可動ステージ４の移動方向に沿って配設されている。この丸棒６１に、上下規制ガイドローラ３２７の支持軸３２７ａに軸支されている第１ローラ本体３２７ｂが転動自在に摺接されている。
【００７３】
又、ローラガイド溝３３１ａ，３４１ａの下面側の、可動ステージ４に形成されているマグネットハウジング４ｂの下端に近接する稜部に、棒材としての第２の丸棒６２が、可動ステージ４の移動方向に沿って溶接、或いは金属接着剤を用いて固設されている。この丸棒６２は焼き入れ処理が施された鉄系金属材料で形成されており、この丸棒６１の上面に、上下規制ガイドローラ３２７に設けられている支持軸３２７ａに軸支されている第２ローラ本体３２７ｃが転動自在に摺接されている。又、この第２の丸棒６２の側面に水平規制ガイドローラ３２６に設けられているローラ本体３２６ｂが転動自在に支持されている。尚、棒材は丸棒６１，６２に限らず、角棒であっても良い。
【００７４】
このような構成によれば、リニアモータ３の作用により可動ステージ４に推力が発生すると、この可動ステージ４に形成されているマグネットハウジング４ｂの底面の四隅に配設されている水平規制ガイドローラ３２６のローラ本体３２６ｂが、第２の丸棒６２に支持されて転動する。又、可動ステージ４のマグネットハウジング４ｂの両側に配設されている上下規制ガイドローラ３２７の第１ローラ本体３２７ｂが、第１の丸棒６１の側面に支持されて転動すると共に、第２ローラ本体３２７ｃが第２の丸棒６２の上面に支持されて転動する。
【００７５】
その結果、可動ステージ４は、各ガイドローラ３２６，３２７に設けられているローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ，３２７ｃの転動により、リニアガイドレール３３１，３４１に沿って往復直線移動する。
【００７６】
その際、可動ステージ４の水平方向への移動が、水平規制ガイドローラ３２６のローラ本体３２６ｂが第２の丸棒６２の側面に当接されて規制される。又、上方向への移動が、上下規制ガイドローラ３２７に設けられている第１ローラ本体３２７ｂが第１の丸棒６１に当接され、第２ローラ本体３２７ｃが第２の丸棒６２の上面に当接されて規制される。
【００７７】
従って、可動ステージ４は、各ローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ．３２７ｃより、水平方向及び上下方向が規制された状態で移動されるため、各ローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ．３２７ｃに必要とされる遊びが設けられていても、可動ステージ４に発生するガタを抑制することができ、この可動ステージ４をスムーズに往復直線移動させることができる。
【００７８】
本実施形態では、リニアガイドレール３３１，３４１を基台本体２１と一体形成したので、製造が容易となる。又、各ガイドローラ３２６，３２７に設けられているローラ本体３２６ｂ，３２７ｂ，３２７ｃは、鉄系金属材料で形成した丸棒６２，６１に支持されて転動されるので、リニアガイドレール３３１，３４１が摩耗することが無く、耐久性が向上する。又、丸棒６２，６１が摩耗した場合は、この丸棒６２，６１のみを交換すれば良いので、摩耗対応に要する部品の交換コストを低減させることができる。尚、リニアガイドレール３３１，３４１が非磁性体金属材料で形成されているため、丸棒６１，６２が、リニアモータ３で発生する磁力の影響で磁化されてしまうことはない。
【００７９】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば固定子６側に界磁マグネット１６を配設し、可動子７側に電磁コイル１３を配設するようにしてもよい。又、位置決め装置１は半導体ウエハ以外のワークを製造或いは検査する際の位置決めとして用いるようにしてもよい。更に、非磁性体材料は、非磁性体金属に限らず非磁性体樹脂であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１実施形態による位置決め装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同、位置決め装置の分解斜視図である。
【図３】同、位置決め装置の平面図である。
【図４】同、位置決め装置の側面図である。
【図５】同、図４のV-V矢視線における断面図である。
【図６】同、図５の要部拡大図である。
【図７】同、基台本体の斜視図である。
【図８】同、固定ベースの斜視図である。
【図９】同、一方のリニアガイドレールの斜視図である。
【図１０】同、他方のリニアガイドレールの斜視図である。
【図１１】同、可動ステージの斜視図である。
【図１２】同、モータ制御装置のブロック図である。
【図１３】第２実施形態による位置決め装置の平面図である。
【図１４】同、位置決め装置の平面図である。
【図１５】同、図１４のXV-XV断面図である。
【図１６】第３実施形態による位置決め装置の平面図である。
【図１７】同、位置決め装置の平面図である。
【図１８】同、図１７のXVIII-XVIII断面図である。
【図１９】第４実施形態による図１８相当の断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  位置決め装置
２  基台部
３  リニアモータ
４  可動ステージ
４ａ  ステージ面
４ｂ  マグネットハウジング
４ｃ  ローラ支持面
５  リニアエンコーダ
６  固定子
７  可動子
９  芯材
１３  電磁コイル
１６  界磁マグネット
１７  仕切板
２１  基台本体
２１ａ，２１ｂ  段部
２２  支持ブロック
２３  逃げ溝
２４  側壁
２４ａ  規制溝
３２，３２１  ガイドローラ
３２ａ，３２６ａ，３２７ａ  支持軸
３２ｂ，３２２，３２３，３２６ｂ，３２７ｂ，３２７ｃ ローラ本体
３２ｃ，３２２ａ，３２３ａ  フランジ部
３３，３４，３３１，３４１  リニアガイドレール
３３ａ，３４ａ  レール面
３３ｂ，３４ｂ  上端エッジ部
３５，３３１ａ，３４１ａ ローラガイド溝
４１  発光素子
４２  受光素子
４３  プレート
４５  取付板
４６  アーム
４７  固定ベース
５１  モータ制御装置
５２  モータ制御部
５３  モータ駆動回路
５４  送り位置設定手段
６１  第１の丸棒
６２  第２の丸棒
３２６  水平規制ガイドローラ
３２７  上下規制ガイドローラ
３３１ｂ，３４１ｂ  下方規制レール面
３３１ｃ，３４１ｃ  水平規制レール面
【図１】
2009200457.tif 000003
【図２】
2009200457.tif 000004
【図３】
2009200457.tif 000005
【図４】
2009200457.tif 000006
【図５】
2009200457.tif 000007
【図６】
2009200457.tif 000008
【図７】
2009200457.tif 000009
【図８】
2009200457.tif 000010
【図９】
2009200457.tif 000011
【図１０】
2009200457.tif 000012
【図１１】
2009200457.tif 000013
【図１２】
2009200457.tif 000014
【図１３】
2009200457.tif 000015
【図１４】
2009200457.tif 000016
【図１５】
2009200457.tif 000017
【図１６】
2009200457.tif 000018
【図１７】
2009200457.tif 000019
【図１８】
2009200457.tif 000020
【図１９】
2009200457.tif 000021