JP2007303541A

JP2007303541A - 真空用位置決め装置

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Publication number: JP2007303541A
Application number: JP2006132063A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakamura; 中村　　剛
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】環境変化に関わらず、メンテナンスのサイクルを長く確保できる真空用位置決め装置を提供する。
【解決手段】温度センサ１０３が、ガイドレール１の温度上昇を検出したとする。制御手段１０６は、かかる温度センサ１０３からの信号を入力し、その温度に対応して最適な面圧となるように、予圧調整手段１０２を駆動制御する。駆動制御された予圧調整手段１０２は、各スライダ３において付勢力を発揮するようにし、固体潤滑剤が塗布された転動体２の予圧を最適に維持することができるので、固体潤滑剤の寿命を長く確保することができ、メンテナンスサイクルを延長することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば真空環境で用いられると好適な真空用位置決め装置に関する。

半導体製造装置などにおいては、高真空環境や特殊ガス雰囲気に維持したプロセス室内で、ワークをテーブルに支持して移動させて加工処理することが行われている。ここで、プロセス室内でテーブルを移動させるために、リニアガイド等が設けられている。リニアガイドは、一般的にガイドレールと、スライドと、それらの間で転動するボール（転動体）とから構成されている。

ところで、真空環境下で使用される位置決め装置において、真空環境等を汚染させないように、リニアガイド等のボールの潤滑のために固体潤滑剤が多用されている。しかるに、固体潤滑剤は一般的には寿命が短いため、メンテナンスのサイクルを延長するためには、ボールの面圧が極力小さくなる状態で使用されることが望ましい。一方で、面圧が極力小さくなるようにボールに予圧を与えると、剛性が低くなって位置決め精度が低下するという問題がある。

特に、ボールねじを位置決め装置の駆動要素として用いる場合には、駆動源であるサーボモータを真空環境外に配置する場合が多い。この場合、真空環境外からの駆動力を真空環境内に伝達するシール要素が配置される。そのため、モータとボールねじ軸端を連結するために、ねじりばね特性を有するカップリングが２個使用されることが多い。しかしながら、この構成は位置決め装置の駆動方向の剛性を小さくするという欠点がある。特にこのカップリングは、シール要素の配置される真空槽の圧力変動による変形を吸収するために、２個中１個は、従来よりもフレキシブルなものを採用することが多いため、かかる場合には、より剛性が小さくなる。

このような問題に対して、スライダの長さを長くしたり数を増やして、有効玉数を増すことで剛性を向上させることも考えられる。しかし、それによりステージの大型化を招いたり、有効玉数を増やしても、それに見合うほど剛性向上の効果が得られないなどの問題がある。

特許文献１には、予圧調整用伸縮部を用いて、直線送り装置の動特性を制御できる直線送り装置の動特性制御システムが開示されている。この動特性制御システムによれば、予圧調整用伸縮部により予圧を調整することで、例えば走行時等の低摩擦が要求される場合には予圧を小さくして軽快に移動させ、位置決め停止時の制定時間を短くしたい場合には、予圧を大きくして減衰性を高めるなどしている。
特開平５−２８５７５８号公報

ところで、位置決め装置が用いられる環境において、例えば温度変化などの環境変化が生じると部品の熱膨張が生じたりする恐れがある。しかるに、特に固体潤滑剤は低い面圧で用いる必要があるが、熱膨張が生じて面圧が高くなると、固体潤滑剤の寿命が大幅に低下する恐れがある。このような問題は、特許文献１の技術では対処することができない。

そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、環境変化に関わらず、メンテナンスのサイクルを長く確保できる真空用位置決め装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の真空用位置決め装置は、
内部が真空環境に維持された筐体と、
前記筐体内において、ガイドレールと、スライダと、前記ガイドレールと前記スライダとの間に配置された転動体とを含むリニアガイドと、
前記ガイドレールと前記スライダの少なくとも一部を、前記転動体に近接する方向に相対的に付勢する付勢力（予圧）を調整可能な付勢手段と、
前記付勢手段を駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記筐体内の環境変化に応じて、前記付勢手段の付勢力を変更することを特徴とする。

本発明の真空用位置決め装置によれば、前記制御手段が、前記筐体内の環境変化に応じて、前記付勢手段の付勢力を変更するので、例えば前記ガイドレール等の部品の温度が上昇したような場合、熱膨張によって前記転動体の面圧が上昇する恐れがあるので、温度センサ等によって温度変化を検出した前記制御手段は、前記付勢手段を駆動制御して、前記転動体の面圧が一定となる方向に付勢力を与えることができる。かかる本発明は、前記転動体に固体潤滑剤が付与されていた場合に、その効果をより発揮できる。

更に、前記ガイドレールに沿った方向における前記スライダの相対移動距離が所定値以下の場合には、前記制御手段は、前記付勢手段の付勢力を第１の値に設定し、前記相対移動距離が前記所定値を超えたときは、前記制御手段は、前記付勢手段の付勢力を前記第１の値より低い第２の値に設定するので、前記スライダの移動距離に応じて、前記転動体に適切な面圧を付与することができる。

更に、前記付勢手段は圧電素子を含むと好ましい。本発明の真空用位置決め装置が好適に用いられる半導体製造装置においては、電子ビーム描画装置など磁場の乱れの影響を嫌う装置が多いので、電磁気を用いた駆動源より圧電素子などの方が好ましい。又、圧電素子はミクロンオーダーの変位を精度良く与えることができ、前記転動体に必要な予圧を与えるのに十分な付勢力を発揮できるという利点もある。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１（ａ）は、本実施の形態にかかる真空用位置決め装置の制御システムを示す概略図であり、図１（ｂ）は、スライダをガイドレールの軸線に沿ってみた図である。真空用位置決め装置は、ガイドレール１と、このガイドレール１に沿ってボールやコロ等の転動体２を介して摺動自在に設けられるスライダ３と、このスライダ３に取り付けられるテーブル１００と、テーブル１００を駆動するボールねじ等を含む駆動系１０１と、から構成されており、真空チャンバである筐体Ｃ内に収容されている。筐体Ｃ内は、ターボ分子ポンプ（不図示）などによって排気され高真空状態に維持されている。転動体２は、ガイドレール１とスライダ３に設けられた互いに対向する転動体転走溝４，５間に介在されている。転動体２は、固体潤滑剤が塗布されている。

更に、転動体２の予圧（転動体２に接するガイドレール１とスライダ３の面同士を互いに近接する方向に付勢する力）を調整できる予圧調整手段（付勢手段）１０２と、予圧調整手段１０２を駆動制御する制御手段１０６と、ガイドレール１の温度を検出して、それに応じた信号を制御手段１０６に送信する温度センサ１０３とが設けられている。

図示例では、一対のガイドレール１に４つのスライダ３を介してテーブル１００を支持しており、このスライダ３の全てについて、予圧調整手段１０２を設けることが望ましい。なお、予圧量を常時検出し、その検出情報を制御手段１０６に伝達する予圧センサを設けていても良い。

本実施の形態にかかる真空用位置決め装置の動作について説明する。モータなどの駆動源からの駆動力を駆動系１０１から伝達することで、不図示のワークを搭載したテーブル１００はガイドレール１に沿って移動する。それにより内部が高真空状態にある筐体Ｃ内で、ワークに対して所定の処理を行うことができる。

ここで、温度センサ１０３が、ガイドレール１の温度上昇を検出したとする。制御手段１０６は、かかる温度センサ１０３からの信号を入力し、その温度に対応して最適な面圧となるように、予圧調整手段１０２を駆動制御する。駆動制御された予圧調整手段１０２は、各スライダ３において付勢力を発揮するようにし、固体潤滑剤が塗布された転動体２の予圧を最適に維持することができるので、固体潤滑剤の寿命を長く確保することができ、メンテナンスサイクルを延長することができる。

なお、制御手段１０６は、不図示の処理装置から信号を入力することで、ガイドレール１に沿った方向におけるスライダ３の相対移動距離が所定値以下の場合には、予圧調整手段１０２の付勢力を第１の値に設定し、相対移動距離が所定値を超えたときは、予圧調整手段１０２の付勢力を前記第１の値より低い第２の値に設定するので、スライダ３の移動距離に応じて、転動体２に適切な面圧を付与することができる。

更に、テーブル１００の走行特性として、高速で移動させる場合には予圧を小さくして高速で動けるようにし、停止時には予圧を大きくして減衰性を高め制定時間を短くするように予圧調整手段１０２を駆動制御するとよい。このような特性は、走行停止の作動状態によって定まるもので、作動状態が予め分かっている場合には、作動状態に応じて予め予圧量をデータとして入れておけば、この作動状態に応じ動特性となるように適切な予圧量が調整される。

以上の制御システムに用いられる予圧調整手段１０２としては、予圧を調整可能な構成であればよく、特定の構成に限定されるものではないが、図２以下に示す可変予圧リニアガイドを用いることが好適である。

図２(a) 〜(d) は、上記の制御システムに用いる可変予圧リニアガイドの基本的な構成を示す断面図である。すなわち、Ａはリニアガイド全体を示すもので、直線的に延びるガイドレール１と、このガイドレール１に転動体としての左右二列のボール２を介して組みつけられるスライダ３と、から構成される。スライダ３はガイドレール１を跨ぐように配置される下面側が開いた断面コ字形状のブロック体で、上面部３１と、この上面部３１の左右両端から下方に伸びる左右スカート部３２，３３と、から構成されている。そして、軌道レ−ル１の左右両側面と対向するスライダ３の左右両スカート部３２，３３内側面に、それぞれ転動体転動溝４，５が形成されており、ボール２はこの転動体転動溝４，５間に転動自在に介在されている。そして、このガイドレール１とスライダ３の少なくともいずれか一方に、転動体転動溝４，５間の間隔を調整する予圧調整用伸縮部６を設けている。この予圧調整用伸縮部６は、転動体転動溝４，５間の間隔を拡大縮小する方向に伸縮可能で、転動体転走溝４，５間の間隔を可変制御することにより予圧量を制御するようになっている。なお、予圧調整用伸縮部６には、予圧量を検出するための予圧センサ９が設けられていると好ましい。この予圧センサ９については、代表例として図２(a) にのみ図示するものとする。

予圧調整用伸縮部６の場所は、図２(a) ，(b) に示すようにスライダ３側に設ける場合と、図２(c) に示すようにガイドレール１側に設ける場合がある。

図２(a) に示す構成は、スライダ３の上面部３１に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたものであり、予圧調整用伸縮部６を収縮させることにより、予圧を付与するようになっている。

図２(b) に示す構成は、スライダ３の一方のスカート部３３に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を形成したものである。

図２(c) に示す構成は、左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６をガイドレール１に設けたものである。すなわち、予圧調整用伸縮部６を伸長させることで、左右のボール２に予圧を付与する。

図２(d) に示す構成は、モーメントを利用して左右のボールに予圧を付与するようにしたものである。すなわち、予圧調整用伸縮部６を伸縮作動させることによってスライダ３をガイドレール１の回りに回転させるモーメントを作用させ、左右のボールの転動体転走溝４，５間が狭まる方向に加圧してボール２に予圧を付与するようにしたものである。

なお、図２(e) はこのリニアガイドＡの概略斜視図である。

図３(a) 〜(f) は、ガイドレール１の左右側面に上下二列づつ計４列のボール２を有するリニアガイド、特に左右２列ずつのボール２がガイドレール１の左右側面に突出形成した突堤部７を上下から挟むように配置されるタイプのリニアガイドに、予圧調整用伸縮部６を形成する場合の各種変形例を示す図である。

すなわち、図３(a) に示す構成は、図２(a) に示す構成に対応するもので、スライダ３の上面部３１に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたものである。

図３(b) に示す構成は、スライダ３の左右スカート部３２，３３に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、予圧調整用伸縮部６を収縮させることで上下のボール２に予圧を付与している。

図３(c) に示す構成は、スライダ３の上面部３１の下面に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を形成したもので、この予圧調整用伸縮部６を伸長させることで上下のボール２に予圧を付与するようになっている。

図３(d) に示す構成は、スライダ３の一方のスカート部３３に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたものであり、図２(b) に示す構成と同様である。

図３(e) に示す構成は、ガイドレール１に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、図２(c) に示す構成と同様である。

図３(f) に示す構成は、ガイドレール１に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、この予圧調整用伸縮部６を伸長させることにより、上下のボール２に予圧を付与するようになっている。

図４(a) 〜(f) は、図３と同様のガイドレール１の左右側面に上下二列づつ計４列のボール２を有するリニアガイドであるが、この例は特に左右２列ずつのボール２がスライダ３の左右のスカート部３２，３３の内側面に形成した突堤部８を上下から挟むように配置されるタイプのリニアガイドに、予圧調整用伸縮部６を形成する場合の各種変形例を示す図である。

すなわち、図４(a) に示す構成は、図２(a) に示す構成に対応するもので、スライダ３の上面部３１に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたものである。

図４(b) に示す構成は、図３(b) に示す構成と同様に、スライダ３の左右スカート部３２，３３に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、予圧調整用伸縮部６を伸長させることで上下のボール２に予圧を付与している。

図４(c)に示す構成は、スライダ３の上面部３１の下面に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を形成したもので、この予圧調整用伸縮部６を収縮させることで上下のボール２に予圧を付与するようになっている。

図４(d) に示す構成は、スライダ３の一方のスカート部３３に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたものであり、図２(b) に示す構成と同様である。

図４(e) に示す構成は、ガイドレール１に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、図２(c) に示す構成と同様である。

図４(f) に示す構成は、ガイドレール１に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部６を設けたもので、この予圧調整用伸縮部６を伸長させることにより、上下のボール２に予圧を付与するようになっている。予圧センサ９としては、図５(a) に示すように予圧調整用伸縮部６の変位を検出する変位検出手段１０を用い、予圧に対応する変位から予圧を検出するものと、図５(b) に示すように、予圧調整用伸縮部６に加わる荷重を検出する力検出手段１１を用い、予圧に対応する軸方向荷重から予圧を検出するものがある。

図６(a) ，(b) は、予圧調整用伸縮部６の基本構成例を示す図であり、いずれの例も、予圧調整方向に弾性変形可能でかつその他の方向には剛的な弾性部材１２と、この弾性部材１２を軸方向に伸縮させるための微小変位手段１３と、を備えている。図６(a) に示す例は、弾性部材１２と微小変位手段１３を互いに並べて設けたものである。図６(b) に示す例は、スライダ３あるいはガイドレール１の予圧調整用伸縮部６を介して互いに対向する対向端部１４，１５間には弾性部材１２のみを介在させ、対向端部１４，１５に設けた第１，第２フランジ部１４ａ，１５ａに係合する連結部材１６を用いたものである。すなわち、連結部材１６の両端には、対向端部１４，１５の第１，第２フランジ部１４ａ，１５ａと対向するように第１，第２座部１６ａ，１６ｂが突出しており、第１，第２座部１６ａ，１６ｂの内の一方の座部、図示例では第２座部１６ｂを第２フランジ部１５ａに固定し、第１座部１６ａと第１フランジ部１４ａとの間に微小変位手段１３を介在させている。もちろん、微小変位手段１３を第２座部１２ｂと第２フランジ部１５ａ間に介在させる構成としてもよい。この微小変位手段１３は、指令値を与えると指令値に比例して伸縮する手段であり、たとえば、圧電素子または電歪素子の他に、物体の熱膨張を利用して伸縮される熱アクチュエータや、図６(c) ，(d) に示すような流体圧によって伸縮するアクチュエータ１３ａ、その他ボイスコイルや磁歪素子を用いたアクチュエータ等、要するに指令値に基づいて指令値に比例して伸縮する各種アクチュエータを適用することができる。図６(e) は、弾性部材の一例を示している。この弾性部材１２Ａは平板形状の薄肉部によって構成される板ばねであり、形状的に予圧調整のための伸縮方向に弾性変形可能でかつその他の方向に剛な構造になっている。

図５に示す変位検出手段１０としては、たとえば、図７(a) に示すようなひずみゲージ等の抵抗式センサ１０ａ、同図(b) に示すような圧電素子や電歪素子等を用いて変位を電圧変化として検出する電圧式センサ１０ｂ、同図(c) に示すような作動トランスやうず電流センサ等の電磁誘導式センサ１０ｃ、同図(d) に示すような静電容量式のセンサ１０ｄ、同図(e) に示すような光ファイバ等を用いた光干渉方式のセンサ１０ｅ等、微小変位を検出可能な公知の種々のセンサを用いることができる。また、図７(f) ， (g)には力検出手段１１の一例を示している。すなわち、図７(f) に示すものは、軸方向荷重に応じて軸方向に弾性変形する弾性部材１１ｂと、この弾性部材１１ｂの歪み量を検出する抵抗式センサ１０ａと、から構成されており、弾性部材１１ｂの歪み量の検出値から軸方向荷重を検出するものである。

図７(g) に示す例は、弾性部材１１ｂと、この弾性部材１１ｂと並べて配置される圧電素子１１ｃとから構成したものである。もちろん、力検出手段としては、この図示例の他種々の検出手段を用いることができる。

図８は本発明の第１の具体例を示している。この例は図３(a) の基本構成を具体化したもので、予圧調整用伸縮部６の構成として図６(a) の構成を採用したものである。すなわち、スライダ３をスライダ本体３Ａとスライダ本体３Ａの外周を取り囲む外枠部材１７とから構成し、スライダ本体３Ａの上面部３１に図６(e) に示したような板ばね状の弾性部材１２Ａを介在させ、この弾性部材１２Ａに変位検出手段としての抵抗式センサ１０ａが貼着されている。そして、外枠部材１７内側面とスライダ本体３Ａの左右スカート部３２，３３の背面との間に圧電素子等の微小変位手段１３が介在されている。

図９は、図８の装置の制御ブロック図を示している。すなわち、圧電素子等の微小変位手段１３を動作させるため、指令値をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ２００と、この信号を増幅するドライブアンプ２０１と、弾性部材１２に張りつけられた抵抗式センサ１０ａの抵抗値を読むためのストレインアンプ２０２と、ストレインアンプ２０２から出力されたアナログの検出値をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２０３と、それを処理しコントロールする演算回路１０４と、から構成されている。そして、抵抗式センサ１０ａによって予圧状態を常時モニタし、検出値を演算回路２０４にフィードバックして適切な予圧状態となるように圧電素子等の微小変位手段１１を制御する。

もっとも、図中点線で示すように、抵抗式センサ１０ａからのアナログ情報をディジタル情報に変換しないで、直接アナログ情報のままで比較するようにクローズドループを構成することもできる。

また、この抵抗式センサ１０ａからの検出情報は、荷重変化等の動特性変化に対応して変化するので、この検出情報を動特性情報として動特性の制御に用いることができる。

図１０は本発明の第２具体例を示している。この例は図３(b) の基本構成を具体化したもので、予圧調整用伸縮部の構成として図７(b) の構成を採用したものである。すなわち、スライダ３の左右スカート部３２，３３に上下方向に伸縮する弾性部材１２を介在させている。また、スライダ３の上面部３１左右両端から下方に向かって側板１８，１８が延びており、この側板１８，１８の下端に内向きに屈曲して左右スカート部３２，３３の下面に対向する係合座部１８ａ，１８ａが設けられ、この係合座部１８ａと左右スカート部３２，３３下面の間に微小変位手段１３，１３が介在されている。

図１１は本発明の第３具体例を示している。この例は図３(c) の基本構成を具体化したもので、予圧調整用伸縮部の構成として図５(a) の構成を採用したものである。すなわち、スライダ３は、左右に配されるボール２，２，２，２のうち、上側のボール２，２が転動するボール転動溝４，４を有するレース部材１９と、このレース部材１９を取り囲むように設けられる断面略リップ付きコ字形断面の外枠２０と、から構成され、このレース部材１９と外枠２０の上面部２１の間に、弾性部材１２と微小変位手段１３が介在されている。

図１２は本発明の第４具体例を示している。この例は図３(e) に示す基本構成を具体化したものである。すなわち、ガイドレール１を左右のボール転動溝５，５を分離するように縦割りに分割し、このガイドレール１の左右半体１Ａ，１Ａの間に微小変位手段１３を介在させたものである。

図１３は本発明の第５具体例を示している。この第５具体例は、第４具体例のようにガイドレール１を完全に分離しないで、ガイドレール１に縦溝１Ａを設けて左右に弾性変形可能とし、縦溝１Ａに微小変位手段１３を介在させたものである。そして、微小変位手段１３としてガイドレール１よりも熱膨張率の高い異材質の熱アクチュエータを用い、ガイドレール１との接触部には断熱材を介在させている。この熱アクチュエータ１３Ａの材質としては、たとえばガイドレール１が鉄系の材料の場合にアルミ系材料が用いられる。

図１４は本発明の第６具体例を示している。この例は図２(d) の基本構成を具体化したもので、予圧調整用伸縮部の構成として図６(e) の構成を採用したものである。このスライダ３は、ボールスライダ本体部と予圧調整用伸縮部が分離され別体構成となっている。

すなわち、ガイドレール１の図中左側に位置するボールは、ガイドレールの右側方に突出形成される突堤１Ａと、この突堤１Ａの下面と対向して設けられたスライダ本体３１の左スカート部３２の下面に形成されるリップ部３４との間に介装されている。一方、ガイドレール１の図中右側に位置するボール２は、ガイドレール１上面の右側縁に形成された転動体転動溝５と、スライダ本体３１下面に形成された転動体転動溝４間に介在されている。

一方、予圧調整用伸縮部６としては、図６(e) の板ばね状の弾性部材１２と変位手段１３とが並列して設けられた構成で、変位手段１３の位置を図中右側ボール２の方に近づけてある。

このようにすれば、変位手段を伸長させると、スライダ本体３１をガイドレール１回りに図中時計回りに回転させようとするモーメントが作用することになり、左側のボールが２介在される転動体転動溝４，５間の間隔および、右側のボール２が介在される転動体転動溝４，５間の間隔を狭められて予圧が大きくなる。

図１５は本発明の第７具体例を示している。この第７具体例は、図１１に示した第３具体例の変形例に相当するもので、第３具体例と異なり、予圧調整用伸縮部６を流体圧アクチュエータのみにより構成したものである。

すなわち、外枠２０の上にテーブル等が取付けられる取付台部２１を設け、この取付台部２１と、外枠２０内に設けられるレース部材１９を連結部材２２を介して一体的に連結している。この連結部材２２は、外枠２２に設けられるガイド孔２３に流体密の状態で摺動自在に挿入されており、レース部材１９と外枠２０の間に油等の流体室２４を形成している。そして、流体室２４に油等の所定圧の流体２５を封入し、この流体圧を制御することによってレース部材１９と外枠２０との締めつけ力を変化させて、予圧量を制御するものである。

なお、このようにボール２に付与する予圧を可変とすることによって、静的に剛性を適切な値に制御するだけでなく動剛性を可変にして、走行状態では予圧を軽減させて軽快に高速で動けるようにし、停止後は予圧を大きくして剛性を大きくするように制御することが可能である。

このような動剛性を可変とする場合には、転動体転走溝４，５は、図１６(a)に示すような２点で接触する断面円弧状のサーキュラアーク溝よりも、同図(b)に示すような４点で接触するゴシックアーチ溝の構成とすることが好ましい。もっとも、ゴシックアーチ溝に限定されるものではない。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、環境の変化として温度の代わりに真空度などを測定しても良い。又、上述の実施の形態では、リニアガイドに付勢手段を設けた場合について示したが、これに代え、又はこれに加え、駆動系としてのボールねじに本発明を適用しても良い。この場合、例えば、ボールねじナットを軸線方向に分割し、間に圧電素子等を用いた軸線方向に伸縮する付勢手段を介在させると良い。これにより、ボールねじに使用した固体潤滑剤の長寿命化を図れる。

図１（ａ）は、本実施の形態にかかる真空用位置決め装置の制御システムを示す概略図であり、図１（ｂ）は、スライダをガイドレールの軸線に沿ってみた図である。本実施の形態にかかる制御システムに用いる可変予圧リニアガイドの基本的な構成を示す断面図である。本実施の形態にかかるリニアガイドに、予圧調整用伸縮部６を形成する場合の各種変形例を示す図である。本実施の形態にかかるリニアガイドに、予圧調整用伸縮部６を形成する場合の別な変形例を示す図である。予圧センサ９の例を示す図である。予圧調整用伸縮部６の基本構成例を示す図である。変位検出手段１０の例を示す図である。本発明の第１の具体例を示す図である。図８の装置の制御ブロック図を示している。本発明の第２の具体例を示す図である。本発明の第３の具体例を示す図である。本発明の第４の具体例を示す図である。本発明の第５の具体例を示す図である。本発明の第６の具体例を示す図である。本発明の第７の具体例を示す図である。転動体と溝の関係を示す断面図である。

符号の説明

１ガイドレール
２ボール
３スライダ
４，４ボール転動溝
５，５ボール転動溝
６予圧調整用伸縮部
７突堤部
８突堤部
９予圧センサ
１０変位検出手段
１０ａ抵抗式センサ
１０ｂ電圧式センサ
１０ｃ電磁誘導式センサ
１０ｄセンサ
１０ｅセンサ
１１力検出手段
１１微小変位手段
１１ｂ弾性部材
１１ｃ圧電素子
１２弾性部材
１２Ａ弾性部材
１２ｂ座部
１３微小変位手段
１３ａアクチュエータ
１４対向端部
１４ａフランジ部
１５ａフランジ部
１６連結部材
１６ａ座部
１６ｂ座部
１７外枠部材
１８側板
１８ａ係合座部
１９レース部材
２０外枠
２１取付台部
２２外枠
２２連結部材
２３ガイド孔
２４流体室
２５流体
３１上面部
３２スカート部
３３スカート部
３４リップ部
１００テーブル
１０１駆動系
１０２予圧調整手段
１０３温度センサ
１０４演算回路
１０６制御手段
２００コンバータ
２０１ドライブアンプ
２０２ストレインアンプ
２０３コンバータ
２０４演算回路
Ａリニアガイド
Ｃ筐体

Claims

内部が真空環境に維持された筐体と、
前記筐体内において、ガイドレールと、スライダと、前記ガイドレールと前記スライダとの間に配置された転動体とを含むリニアガイドと、
前記ガイドレールと前記スライダの少なくとも一部を、前記転動体に近接する方向に相対的に付勢する付勢力を調整可能な付勢手段と、
前記付勢手段を駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記筐体内の環境変化に応じて、前記付勢手段の付勢力を変更することを特徴とする真空用位置決め装置。
前記ガイドレールに沿った方向における前記スライダの相対移動距離が所定値以下の場合には、前記制御手段は、前記付勢手段の付勢力を第１の値に設定し、前記相対移動距離が前記所定値を超えたときは、前記制御手段は、前記付勢手段の付勢力を前記第１の値より低い第２の値に設定することを特徴とする請求項１に記載の真空用位置決め装置。
前記付勢手段は圧電素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の真空用位置決め装置。