JP2723615B2 - 真空用移動テーブル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は例えば半導体製造装置等の真空槽内でウエ
ハー等のワークを搬送したり位置決めするのに使用され
る真空用移動テーブル装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、真空用移動テーブル装置としては、第５図に示
すように、図示しない支持部材に両端が固定されたガイ
ド軸50に、移動テーブル51に固定したスライドボール軸
受52を軸方向（紙面に垂直な方向）に嵌合して、このス
ライドボール軸受51を介して、上記移動テーブル51をガ
イド軸50に移動可能に支持すると共に、この移動テーブ
ル51を、ガイド軸50に平行に配設され、この移動テーブ
ル51に螺合する図示しない送りねじにより送るようにし
たものがある。そして、上記スライドボール軸受52の各
循環経路に転動可能に装填された各ボール53の表面に
は、図示しない真空中で使用可能な固体潤滑剤がコーテ
ィングされている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記従来の真空用移動テーブル装置
は、移動テーブル51にスライドボール軸受52を完全に固
定するようにしているので、移動テーブル52に載置され
る図示しないワークの重量や移動テーブル51自身の重量
等に起因してスライドボール軸受52とガイド軸50との間
に作用する負荷荷重Ｆが、常に、上記負荷荷重Ｆが作用
する側に位置して他の周方向位置に移動することのない
特定の数条のボール列a,b,e、なかでもボール列ａに集
中して作用し、このため、この負荷荷重Ｆが作用する側
に常に位置する特定の数条のボール列a,b,e、なかでも
ボール列ａのボール53の固体潤滑剤が他に先行して消費
されてしまうという問題があった。そして、このよう
に、負荷荷重Ｆが作用する側の特定のボール列a,b,eの
ボール53の固体潤滑材が先行して消費されてしまったと
きは、その他のボール例c,dのボール53の固体潤滑剤は
消費されずに十分残っているにもかかわらず、ボール軸
受52を新たなものに交換してしまっていた。

そこで、この発明の目的は、特定のボール列の固体潤
滑剤が他のボール列のそれより先行して消費されても、
その他の固体潤滑剤が残っているボール列を順次負荷荷
重が作用する側に移動させて負荷荷重を支えるようにす
れば一つのスライドボール軸受あたりの交換寿命は延ば
せることに着目し、スライドボール軸受に周方向一定間
隔に配設された複数条のボール列のうち、負荷荷重の作
用する側に位置してこの負荷荷重を支えるボール列を、
スライドボール軸受の移動テーブルへの固定を解除した
りすることなく、容易に順次別のボール列に変えること
ができ、スライドボール軸受の交換寿命を長くすること
ができる真空用移動テーブル装置を提供することにあ
る。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的で達成するため、この発明は、支持部材で支
えられたガイド軸にスライドボール軸受を介して移動テ
ーブルを支持し、上記移動テーブルを送りねじによリ送
るようにした真空用移動テーブル装置において、上記ス
ライドボール軸受を移動テーブルに回転可能に設けると
共に、上記ガイド軸を上記支持部材に回転可能に設けた
ことを特徴としている。

＜作用＞ 支持部材に回転可能に設けたガイド軸は、移動テーブ
ルに回転可能に設けたスライドボール軸受を回動自在に
嵌合する。そして、上記移動テーブルを、上記スライド
ボール軸受を介して軸方向に摺動自在に支持する。この
ようにガイド軸に摺動自在に支持された上記移動テーブ
ルは、送りねじによりこの送りねじの回転に応じて上記
ガイド軸の軸方向に送られる。

送りねじによる移動テーブルの送りが繰り返される
と、上記スライドボール軸受に周方向一定間隔に複数条
設けられ、スライドボール軸受の移動と共に循環しつつ
スライドボール軸受のケースとガイド軸間を転動するボ
ール列のうち、移動テーブルの重量や移動テーブルに載
置されるワークの重量等によってこのスライドボール軸
受とガイド軸間に作用する負荷荷重が作用する側の周方
向位置に位置してガイド軸に接触するボール列に、上記
負荷荷重の大部分が作用するため、この負荷荷重が作用
する側の周方向位置に位置するボール列には、その各ボ
ール表面にコーティングされた固体潤滑剤がその他のボ
ール列の各ボール表面にコーティングされた固体潤滑剤
に比べて早期に消費されてしまう等の不具合が生じる。
ところが、上記ガイド軸は、上記の如く支持部材に回転
可能に設けてあり、かつ、このガイド軸にボール列を介
して回動可能に嵌合するスライドボール軸受は移動テー
ブルに回転可能に設けてあるため、スライドボール軸受
の負荷荷重が作用する側に位置するボール列は、その不
具合が移動テーブルの動きにとって問題となる程度にな
る前に適宜ガイド軸を回転させてこのガイド軸よりスラ
イドボール軸受に周方向の力を伝えて、このスライドボ
ール軸受を周方向に回転させることにより、ボール軸受
を移動テーブルから一々取り外したりすることなく容易
に、順次その位置が周方向にずらされ、未だ不具合が生
じていない別のボール列に変えられる。したがって、ス
ライドボール軸受の交換寿命が、従来の特定のボール列
が寿命に至っただけでスライドボール軸受を交換したの
に比べて、はるかに長寿命化される。つまり、スライド
ボール軸受を長期間交換せずに済み、従来にくらべては
るかに長期間、移動テーブルのスムーズな動きが確保さ
れる。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明す
る。

第3,4図は夫々この発明の真空用移動テーブル装置の
一実施例の平面図および側面図である。

第3,4図において、１は図示しない半導体製造装置等
の真空槽内に配設された支持部材、2,2は上記支持部材
１の支持部1a,1aに図示しない軸受を介して回転可能に
支持された互いに平行な一対の円柱状のガイド軸、３は
上記一対のガイド軸2,2に図中Ｘで示す軸方向に摺動自
在に支持された直方体状の移動テーブル、４は上記ガイ
ド軸2,2の中間に位置してこのガイド軸2,2に平行に配置
され、上記支持部材１の支持部1a,1aに同じく図示しな
い軸受を介して回転可能に支持された送りねじとしての
ボールねじ軸である。そして、このボールねじ軸４は、
上記移動テーブル３に固定した図示しないボールナット
に螺合し、このボールナットを介して、上記移動テーブ
ル３をその回転に応じてガイド軸2,2の軸方向Ｘに送
る。上記ボールねじ軸４およびガイド軸2,2は右方の支
持部1aよりさらに右方に延びて、上記真空槽の外部より
夫々回転駆動される（第１図中矢印A,B参照）。

上記ガイド軸2,2には、第１図に示すように、移動テ
ーブル３の軸方向の貫通穴3aの中心に位置して、円筒状
のスライドボール軸受５が回動可能に嵌合しており、各
ガイド軸２には、一つのガイド軸２につき２つのスライ
ドボール軸受５が互いに軸方向に所定の間隙を保って嵌
合してある（第1,3図中L₁参照、ただし第３図において
スライドボール軸受５は表れていない）。そして、この
一つのガイド軸２につき２つのスライドボール軸受５
は、移動テーブル３の貫通穴3aのＸ方向両端部に位置し
ている。このスライドボール軸受５は、第２図に示すよ
うに、円筒状のケース６とこのケース６の内周に配設さ
れ、周方向一定間隔に５つの軸方向に長径を有する長円
状の循環経路r,r,…を形成する保持器７と、上記各循環
経路ｒに滑らかに転動可能に充填される複数のボール8,
8,…とからなっており、各循環経路ｒに装填された５条
の環状のボール列a,b,c,d,eの内周側の切り欠き窓（図
中ｗ参照）を有する経路部分に位置してガイド軸２の外
周面に接する計５列の軸方向のボール列部分を介して、
上述の如く、ガイド軸２に回転可能に嵌合している。上
記各循環経路ｒに装填された各ボール8,8,…の表面には
たとえばAg等の真空中で使用可能な図示しない固体潤滑
材がコーティングしてある。

第１図に示すように、スライドボール軸受５は、スラ
イドボール軸受５の外周面と上記貫通穴3aの端部内面と
の間に軸方向に一定の間隙L₂を保って介設された一対の
深溝のラジアルボール軸受10,10を介して、移動テーブ
ル３に回転可能に支持されると共に、移動テーブル３に
軸方向に支持されている。そして、図示の如く、上記一
対のラジアルボール軸受10の外輪10aは移動テーブル３
に、また内輪10bはスライドボール軸受５に固定してあ
る。この夫々一対のラジアルボール軸受10,10を介して
移動テーブル３に軸受方向に支持された一つのガイド軸
２につき２つ、合計４つのスライドボール軸受５を介し
て、移動テーブル３は、上述の如く、上記一対のガイド
軸2,2にその軸方向Ｘに滑らかに摺動自在に支持されて
いる。なお、上記ガイド軸2,2を支持部1a,1aに回転可能
に支持する図示しない軸受および上記ボールねじ軸４を
支持部1a,1aに回転可能に支持する図示しない軸受は、
真空中での使用に適するガス放出等の無い軸受が使用さ
れている。また、移動テーブル３に固定され、ボールね
じ軸４に螺合する上記図示しないボールナットのボール
の表面にも、上記スライボール軸受５のボール８と同
様、固体潤滑剤がコーティングしてある。

上記構成の真空用移動テーブル装置において、ボール
ねじ軸４を回転駆動すると、このボールねじ軸４に螺合
するボールナットを介して軸方向の力が伝えられて、移
動テーブル３はボールねじ軸４の回転に応じてガイド軸
2,2に沿って軸方向Ｘに移動する。このとき、スライド
ボール軸受５の第２図中a,b,…,eで示す５条のボール列
のうち、鉛直方向（図中Ｙ方向参照）上方側に位置して
図中h,i,lで示す周方向位置でガイド軸２に接するボー
ル列a,b,eは、上記移動テーブル３に載置された図示し
ないウエハー等のワークの重量および移動テーブル３自
身の重量による図中Ｆで示す負荷荷重の大部分を支持し
つつ、ケース６とガイド軸２間を転動することになる。
したがって、送りねじ４による移動テーブル３の移動が
繰り返されると、この上方に位置するボール列a,b,eの
各ボールにコーティングされた固体潤滑剤、なかでもボ
ール列ａにコーティングされた固体潤滑剤がボール列c,
dのそれに比べて先行して消費される。このように、上
方に位置するボール列ａの固体潤滑剤が先行して消費さ
れると、このボール列ａの固体潤滑剤の消費が移動テー
ブル３の移動にとって問題になる程度になる前に、ガイ
ド軸２を真空槽外より適宜な角度だけＢ方向に回転させ
る。すると、このガイド軸２に嵌合する各スライドボー
ル軸受５は、移動テーブル３に、従来のように完全固定
ではなく、上記の如くラジアルボール軸受10,10を介し
て回転可能に支持されているため、そのガイド軸２に接
し、ガイド軸２の回転と共に摩擦力によって周方向に自
転（図中矢印ｘ参照）しつつ公転（図中ｙ方向参照）す
る５条のボール列a,b,c,d,eの切り欠き窓ｗ側に位置す
るボール列部分よりその公転によって生じる周方向の力
を伝えられて、周方向上記公転の方向ｙに回転させられ
る。したがって、回転前に周方向位置ｈにあった上記ボ
ール列ａは一条分だけ周方向位置ｌまで周方向にずらさ
れると同時に、ボール列ａほどは固体潤滑剤が消費され
ておらず未だ十分な固体潤滑剤が残されているボール列
ｂが、負荷荷重Ｆのうち最も大きな割合が作用する上記
ガイド軸上方の周方向位置ｈにくる。したがって、この
ボール列ｂの固体潤滑剤が移動テーブル３の移動にとっ
て十分な量だけ消費されずに残っている間、さらに移動
テーブル３の滑らかな移動が確保される。以下、負荷荷
重Ｆのうちの最も大きな割合が作用する上記周方向位置
ｈに位置するボール列の固体循環剤が消費されてしまう
前に、順次、上述のガイド軸２によるスライドボール軸
受５の回転を繰り返す。そして、スライドボール軸受５
のすべてのボール列a,b,c,d,eの固体潤滑剤が順次消費
されてはじめて、スライドボール軸受５を次の新たなス
ライドボール軸受５に取り替えるようにする。このた
め、従来の特定のボール列の固体潤滑剤が消費されれば
スライドボール軸受を交換していたのに比べて、スライ
ドボール軸受５の交換寿命が数倍に長期化する。なお、
スライドボール軸受５のガイド軸２による回転は移動テ
ーブル３のＸ方向の位置によらず行うことができる。ま
た、定期的にガイド軸２を所定の角度回転させて、スラ
イドボール軸受５の各ボール列a,b,c,d,eのガイド軸２
に接する周方向位置を定期的に所定の量だけずらすよう
にすれば、各ボール列a,b,c,d,eの固体潤滑剤は、特定
のボール列の消費が先行したりすることなく、均等に消
費される。もちろん、この場合もスライドボール軸受５
の交換寿命は従来に比べて数倍に長期化する。

このように、この真空用移動テーブル装置によれば、
ボールねじ軸４により移動テーブル３を、ボールねじ軸
４の回転に応じて、ガイド軸2,2の軸方向に滑らかかつ
正確に送ることができることに加え、この送りとは独立
に、ガイド軸2,2の真空槽外より回転させるだけで、各
スライドボール軸受５を、取り外したりすることなく容
易に周方向に回転させて、スライドボール軸受５の各ボ
ール列a,b,…,eの周方向位置をずらすことができ、スラ
イドボール軸受５の特定のボール列が、負荷荷重Ｆが作
用する周方向位置に位置して他に先行して固体潤滑剤が
問題となるほど消費される前に、ガイド軸２を適宜回転
させて、負荷荷重を支えるボール列を、順次、別の潤滑
剤があるボール列に変えることができる。したがって、
この真空用移動テーブル装置によれば、スライドボール
軸受５の交換寿命を、従来特定のボール列の固体潤滑剤
が消費されれば、潤滑剤が残っているボール列があって
もスライドボール軸受を交換していたのに比べて、数倍
にも長期化することができる。

上記実施例では、移動テーブル３とスライドボール軸
受５との間にラジアルボール軸受10,10を介設して、ス
ライドボール軸受５を移動テーブル３に移動可能に設け
たが、スライドボール軸受５を移動テーブルに回転可能
に設ける方法はラジアルボール軸受10によるものに限ら
ず、たとえば移動テーブル３とスライドボール軸受５と
の間にすべり軸受を介設することによるものであっても
よい。もちろん、このすべり軸受は移動テーブルに軸方
向に支持される。

また、上記実施例では、移動テーブル３を送る送りね
じとしてボールねじ軸４を用いたが、送りねじはボール
ねじ軸に限らないのはいうまでもない。

また、上記実施例では、図示しないボール軸受を介し
て、送りねじおよびガイド軸を支持部材１に回転可能に
設けたが、支持部材に送りねじおよびガイド軸を回転可
能に設ける方法はボール軸受によるものに限らず、たと
えば滑り軸受によるものであってもよい。

また、上記実施例ではスライドボール軸受５は５条の
ボール列を有するものであったが、スライドボール軸受
の５条のものに限らず、作用する負荷荷重等を考慮にい
れて、適宜な条数のものが選ばれるのはいうまでもな
い。

また、上記実施例では、送りねじおよびガイド軸を真
空槽外より回転駆動するようにしたが、真空槽内に設け
たガス放出等のない真空対応タイプのモータ等により回
転駆動するようにしてもよい。

また、支持部材1,移動テーブル３は上記実施例のもの
に限らないのはいうまでもない。また、ガイド軸２は水
平面内に平行に設けたものに限らない。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、この発明の真空用移動テー
ブル装置は、支持部材で支えられたガイド軸にスライド
ボール軸受を介して移動テーブルを支持し、上記移動テ
ーブルを送りねじにより送るようにしたものにおいて、
上記スライトボール軸受を移動テーブルに回転可能に設
けると共に、上記カイド軸を上記支持部材に回転可能に
設けているので、ガイド軸を回転させることができると
共に、このガイド軸を回転させることによって、このガ
イド軸に軸方向に嵌合するスライドボール軸受を、取り
外したりすることなく容易に、周方向に回転させること
ができる。したがって、この真空用移動テーブル装置に
よれば、ガイド軸を適宜に回転させることにより、スラ
イドボール軸受に設けられた複数条のボール列のうち負
荷荷重が作用する側に位置して負荷荷重の大部分を支え
るボール列を、順次、別のボール列に変えることがで
き、特定のボール列のみが酷使されて他より先行して寿
命に至るのを防止することができる。したがって、この
真空用移動テーブル装置によれば、スライドボール軸受
の交換寿命を、従来特定のボール列が寿命に至れば寿命
に至らないボール列があってもスライドボール軸受を交
換していたのに比べて、数倍にも長期化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の真空用移動テーブル装置の一実施例
の要部の軸方向断面図、第２図は第１図のII−II線断面
図、第3,4図は夫々この発明の真空用移動テーブル装置
の平面図および側面図、第５図は従来の真空用移動テー
ブル装置を示した図である。 １……支持部材、２……ガイド軸、 ３……移動テーブル、４……ボールねじ軸、 ５……スライドボール軸受、 10……ラジアルボール軸受。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部材で支えられたガイド軸にスライド
   ボール軸受を介して移動テーブルを支持し、上記移動テ
   ーブルを送りねじにより送るようにした真空用移動テー
   ブル装置において、 上記スライドボール軸受を移動テーブルに回転可能に設
   けると共に、上記ガイド軸を上記支持部材に回転可能に
   設けたことを特徴とする真空用移動テーブル装置。