JP4475937B2 - Guide device - Google Patents
Guide device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4475937B2 JP4475937B2 JP2003428246A JP2003428246A JP4475937B2 JP 4475937 B2 JP4475937 B2 JP 4475937B2 JP 2003428246 A JP2003428246 A JP 2003428246A JP 2003428246 A JP2003428246 A JP 2003428246A JP 4475937 B2 JP4475937 B2 JP 4475937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- cover member
- guide device
- dust
- friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
本発明は、超音波モータの摩擦駆動により直線運動や回転運動を行う可動体を駆動させる案内装置に関するものであり、特に摩擦駆動により発生する粉塵やダストを低減し、さらに、その粉塵やダストが可動体へ付着することを防止することが可能で、精密加工機械、精密測定装置、半導体製造装置に用いられる案内装置として好適なものである。 The present invention relates to a guide device for driving a movable body that performs linear motion and rotational motion by friction drive of an ultrasonic motor, and particularly reduces dust and dust generated by friction drive, and further, the dust and dust is reduced. It can be prevented from adhering to the movable body, and is suitable as a guide device used in precision processing machines, precision measuring devices, and semiconductor manufacturing devices.
超音波モータは、最小振幅がナノメートルオーダーと小さく、高分解能の位置決めが可能であり、しかも同サイズの他の電磁モータと比較して駆動力が大きいといった特徴を有するため、これまでカメラのレンズズーム機構や腕時計のバイブレーションアラームなど回転運動系への実用化が行われており、最近では直線運動系への適用もなされている。 Ultrasonic motors have a minimum amplitude on the order of nanometers, can be positioned with high resolution, and have a higher driving force than other electromagnetic motors of the same size. A zoom mechanism and a vibration alarm for a wristwatch have been put into practical use for a rotational motion system, and recently, it has been applied to a linear motion system.
図5に超音波モータを可動体の駆動源とする従来の案内装置の一例を示す。この案内装置10は、図に示すようにベース盤11上にクロスローラーガイドの如く一対のガイド部材12を備え、これらのガイド部材12によって可動体としてのステージ13を直線的(図上、左右)に案内するようになっている。
FIG. 5 shows an example of a conventional guide device using an ultrasonic motor as a drive source for the movable body. The
また、ステージ13の一方の側面には、ガイド部材12に対して平行に駆動力伝達部材14が、ステージ13の他方の側面には、前記駆動力伝達部材14と平行にリニアスケール15がそれぞれ設置されており、このリニアスケール15と対向する位置には測定ヘッド16を設けて位置検出手段17を構成するとともに、前記駆動力伝達部材14と対向する位置には一つの超音波モータ20を設置し、該超音波モータ20の摩擦部材25を前記駆動力伝達部材14の当接面に対して垂直に当接させてある。
A driving
なお、図中、26は超音波モータ20を収容する筐体、18は位置検出手段17より得られた位置情報を基にステージ13の駆動条件を制御する制御部、19は制御部18から出力された指令信号を基に超音波モータ20を駆動させるための駆動電圧を出力するドライバーである。
In the figure, 26 is a housing for accommodating the
次に超音波モータ20について詳説する。図6に図5の案内装置に用いる超音波モータを筺体26内に収容した状態の断面図を示す。超音波モータ20は、圧電セラミック板23の一方の主面に4分割された電極膜22a,22b,22c,22dを有し、対角に位置する電極膜22aと電極膜22dを結線するとともに、対角に位置する電極膜22bと電極膜22cを結線し、かつ他方の主面には、ほぼ全面にアースとなる共通電極膜(不図示)を形成した振動体24と、この振動体24の一方端面に設けたセラミックスやガラスからなる摩擦部材25とからなり、電極膜22b又は電極膜22dに交流電圧を印加することにより、圧電セラミック板23に縦振動と横振動を発生させ、これらの振動の合力によって摩擦部材25を楕円運動させるようになっていた。
Next, the
また、振動体24は、筺体26内においてその両側面をスプリング27により保持されており、スプリング28の押圧力によって振動体24をステージ13の駆動力伝達部材14に押し付けて予圧を与えるようになっていた。
In addition, the vibrating
その為、この超音波モータ20を駆動させると、その摩擦部材25の楕円振動によってステージ13をガイド部材12に沿って駆動させることができ、ステージ13の移動に伴う位置検出手段17からの位置情報と、予め設定してあるステージ13の基準位置情報との偏差を基に制御部18にてPID演算した出力値を指令信号としてドライバー19に出力し、このドライバー19からの駆動電圧により超音波モータ20を駆動させるフィードバック制御を行うことにより、ステージ13を移動、位置決めするようになっていた。
Therefore, when the
ところが、超音波モータ20の摩擦部材25やステージ13の駆動力伝達部材14は互いに摩耗し、この摩擦摩耗により発生した粉塵が、駆動力伝達部材14の当接面に付着し、また周囲の雰囲気からのダストが駆動力伝達部材14の当接面に再付着するため、これらの粉塵やダストが超音波モータ20の摩擦部材25とステージ13の駆動力伝達部材14との当接部の間に噛み込むと当接状態が変化することから、ステージ13の駆動特性を不安定にさせるとともに、超音波モータ20の摩擦部材25やステージ13の駆動力伝達部材14の摩耗が促進され、短期間の使用で超音波モータ20や駆動力伝達部材14を交換しなければならないといった問題があった。
However, the
このような粉塵の問題に対し、粉塵を除去するために様々な手段が提案されている。 In order to remove such dust problem, various means have been proposed for removing the dust.
例えば、超音波モータ20の摩擦部材25と、駆動力伝達部材14の当接面に存在する塵芥(粉塵)を除去する、ブラシ、ローラ、クリーニング布、剥離爪等の塵芥除去手段を有した例が開示されていた(特許文献1参照)。
For example, an example having dust removing means such as a brush, a roller, a cleaning cloth, and a peeling claw for removing dust (dust) existing on the contact surface of the
また、上述の粉塵を除去する方法だけでなく、除去した粉塵を回収する方法についても様々な手段が提案されている。 In addition to the above-described method for removing dust, various means have been proposed for a method for collecting the removed dust.
例えば、超音波モータ20の摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面を密封するケースを備えるとともに、このケースの内部に、超音波モータの駆動により発生する粉塵を溜めるための粉塵溜まり部を備えた技術が開示されていた(特許文献2参照)。
For example, a dust sealing portion for storing a dust sealing portion between the
また、上述のような密閉ケース内部の空気を吸引して、内部で発生した微細な粉塵を外部に吸引し除去する例が開示されていた(特許文献3参照)。 Moreover, the example which attracts | sucks the air inside the above sealed cases as mentioned above, and attracts | sucks and removes the fine dust which generate | occur | produced inside was disclosed (refer patent document 3).
さらに、圧縮気体の噴射孔と、該噴射孔の周囲に配置された排気溝とを有する粉塵除去手段を設けて、これにより超音波モータの摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面に付着する粉塵を除去し、排気溝より回収するようにした例が開示されていた(特許文献4参照)。
しかしながら、前述のような超音波モータの駆動に際し発生する粉塵を除去するために、様々に工夫をした機構を設置したとしても、粉塵の発生が抑制されるわけではなく、やはり摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面には粉塵の付着の問題が発生していた。この問題の理由は以下のように考える。
However, even if a mechanism devised in various ways to remove dust generated when the ultrasonic motor is driven as described above, the generation of dust is not suppressed, and the
即ち、真空雰囲気下においては、真空下で使用される各種部品、装置に用いられる素材には有機ガス分子の発生(以下アウトガス)の少ない素材を用いることは勿論、洗浄を行い真空雰囲気中にアウトガスが発生したとしても製品等に付着しないように細心の注意が必要である。しかしながら、アウトガスの少ない材料で且つ洗浄されたものであっても、素材に含まれる蒸気圧の低い成分が微量に揮発し、また、洗浄後に付着した微量成分から僅かなアウトガスの発生がある。また、装置のメンテナンス等のために、真空槽内を大気開放した際に大気が入り込み、真空容器内壁に汚れや有機物が付着する場合があり、真空引きする際に様々な付着成分がアウトガスとなる。そして真空ポンプ等の回収手段で回収しきれなかった残留したアウトガスのガス分子は、真空槽内を漂っている。 That is, in a vacuum atmosphere, materials used in various parts and devices used in a vacuum are not limited to materials that generate less organic gas molecules (hereinafter referred to as outgas), and are cleaned and outgassed in a vacuum atmosphere. Even if it occurs, it is necessary to pay close attention so that it does not adhere to the product. However, even if the material is less outgassed and cleaned, the component having a low vapor pressure contained in the material is volatilized in a trace amount, and a slight outgas is generated from the trace component adhering after the cleaning. In addition, when the inside of the vacuum chamber is opened to the atmosphere for maintenance of the device, the atmosphere may enter, and dirt and organic substances may adhere to the inner wall of the vacuum vessel, and various attached components become outgas when evacuating. . The remaining outgas gas molecules that could not be recovered by the recovery means such as a vacuum pump are drifting in the vacuum chamber.
特に真空雰囲気下では、窒素や酸素等が存在する大気雰囲気と違い、他のガス成分等が存在しないために、アウトガスが発生し易く、しかも自由に移動可能な状態となる。また、摩擦部材25と可動体の駆動力伝達部材14の摩擦駆動により発生する粉塵の個々の大きさはサブミクロン〜ナノメートルオーダーであり、これら粉塵の表面には大きな表面自由エネルギーを有している。
In particular, in the vacuum atmosphere, unlike the atmospheric atmosphere in which nitrogen, oxygen, and the like exist, other gas components do not exist, so that outgas is easily generated and can move freely. The individual size of the dust generated by the friction drive of the
従って、真空雰囲気下で使用される超音波モータを駆動源とした案内装置においても、摩擦熱の発生する摩擦部材25の当接面や、摩擦部材25と可動体の駆動力伝達部材14の摩擦駆動により発生する粉塵の表面に上記アウトガスの吸着・析出が起こるため、この影響により大気雰囲気下で使用した場合と比較して粉塵の発生量が10倍もの量に達し、このような大量の粉塵の発生により、超音波モータの摩擦部材25の当接面や、ステージ13の駆動力伝達部材14の表面に粉塵が再付着する機会が多くなり、その結果、案内装置10の良好な駆動を阻害する要因となっていた。
Therefore, even in a guide device using an ultrasonic motor used as a drive source in a vacuum atmosphere, the contact surface of the
本発明では前記課題に鑑み、真空雰囲気中に、摩擦部材を有する超音波モータと前記摩擦部材の前記摩擦駆動により可動する可動体とを配置してなる案内装置であって、少なくとも前記摩擦部材と前記可動体の摩擦部材に対する当接部とを取り囲むように設けられたカバー部材と、該カバー部材で取り囲まれた空間内にガスを供給するガス供給手段と、供給された前記ガスを真空雰囲気外へ排出するガス排出手段とを有し、前記ガス排出手段は、前記カバー部材の前記可動体と対向する面において前記摩擦部材および前記当接部を取り囲むように設けられた溝部と、該溝部に連通し、前記カバー部材の内表面と外表面との間に設けられた排気道とを有することを特徴とする。 In the present invention, in view of the above-described problems, a guide device in which an ultrasonic motor having a friction member and a movable body movable by the friction drive of the friction member are arranged in a vacuum atmosphere, and at least the friction member and A cover member provided so as to surround a contact portion of the movable body with respect to the friction member; a gas supply means for supplying a gas into a space surrounded by the cover member; and Gas discharge means for discharging to the groove, and the gas discharge means includes a groove provided to surround the friction member and the contact portion on a surface of the cover member facing the movable body, and the groove It communicates, and having an exhaust passage provided between the inner and outer surfaces of the cover member.
また、好ましくは、前記排気道は、前記カバー部材を貫通し、前記カバー部材の内表面に沿って設けられる貫通孔である。また、好ましくは、前記排気道は、前記内表面に沿って2重に形成されている。Preferably, the exhaust passage is a through-hole provided through the cover member and along the inner surface of the cover member. Preferably, the exhaust passage is formed in a double manner along the inner surface.
さらに、好ましくは、前記カバー部材の内側に粉塵除去手段を設置したことを特徴とする。 Further, preferably , dust removing means is installed inside the cover member.
本発明の構成によれば、摩擦部材と可動体の摩擦部材当接部を覆うカバー部材の内部へ希ガス、窒素、酸素あるいはそれらの混合のガスを供給するガス供給手段と、供給されたガスを排出するガス排出手段を設け、カバー部材内部の雰囲気が真空雰囲気から注入したガス雰囲気とすることにより、摩擦部材と可動体の摩擦部材当接部周辺には有機ガスが付着した粉塵が発生するのを抑制ことができるばかりか、注入するガスにより可動体と摩擦部材の摩擦駆動により発生する摩擦熱を置換したガスに放熱し、冷却することが可能となる。 According to the configuration of the present invention, the gas supply means for supplying a rare gas, nitrogen, oxygen, or a mixed gas thereof to the inside of the cover member that covers the friction member and the friction member contact portion of the movable body, and the supplied gas By providing a gas discharge means for discharging the gas and making the atmosphere inside the cover member a gas atmosphere injected from a vacuum atmosphere, dust with organic gas attached is generated around the friction member and the friction member contact portion of the movable body. In addition to being able to suppress this, it is possible to dissipate the heat generated by the friction drive generated by the friction drive of the movable body and the friction member by the injected gas, and to cool the gas.
また、本発明のガス排出手段が、カバー部材の可動体と対向する面に設けられた溝部とカバー部材の壁を通して前記溝部に連通する貫通孔からなることにより、カバー部材が形成された摩擦部材と可動体の摩擦部材当接部との近傍で注入するガスを循環させることができるので、本発明の案内装置周辺の真空度を低下させることがない。 Further, the gas discharge means of the present invention comprises a groove provided on the surface of the cover member facing the movable body and a through hole communicating with the groove through the wall of the cover member, whereby the friction member having the cover member formed thereon And the gas injected near the friction member contact portion of the movable body can be circulated, so that the degree of vacuum around the guide device of the present invention is not lowered.
さらに、カバー部材の内側に粉塵除去手段を設置し、その可動体と摩擦部材の当接面に付着した粉塵を除去することにより、摩擦部材の摩耗をより低減させることが可能となるために、案内装置をより安定して長期間駆動させることが可能となる。 Furthermore, by installing dust removing means inside the cover member and removing dust adhering to the contact surface of the movable body and the friction member, it becomes possible to further reduce the wear of the friction member, It is possible to drive the guide device more stably for a long time.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、従来例と同一部分については同一符号で示す。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. In addition, about the same part as a prior art example, it shows with the same code | symbol.
図1に本発明の案内装置の一例の概略構造図を示す。また、図2には図1の案内装置10のうち、本発明のカバー部材1の断面拡大図を示す。
FIG. 1 shows a schematic structural diagram of an example of the guide device of the present invention. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the
この案内装置10は、ベース盤11上にクロスローラーガイドの如き一対のガイド部材12を備え、これらガイド部材12によって可動体としてのステージ13を直線的に往復運動可能に案内するようになっている。
The
また、ステージ13はその一方の側面にガイド部材12に対して平行に取り付けた駆動力伝達部材14を、ステージ13の他方の側面には、前記駆動力伝達部材14と平行にリニアスケール15をそれぞれ有しており、そのリニアスケール15と対向する位置には測定ヘッド16を設けて位置検出手段17を構成するとともに、前記駆動力伝達部材14と対向する位置には一つの超音波モータ20を配置し、該超音波モータ20の摩擦部材25を前記駆動力伝達部材14の当接面に対して垂直に当接させてある。
Further, the
なお、図中、18は位置検出手段17より得られた位置情報を基にステージ13の駆動条件を制御する制御部、19は前記制御部18から出力された信号を基に超音波モータを駆動させるための指令信号を出力するドライバーであり、1は本発明の案内装置10の駆動に伴い発生する粉塵を低減するためのカバー部材である。
In the figure,
また、図2に示すように、本発明の案内装置10にはカバー部材1の外に、カバー部材1のガス供給領域5をガス雰囲気に保持するためのガスを注入するガス注入管2、またガスを吸入・排気させるためのガス排気口3、ガス排気道4が設置されている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、カバー部材1の内側のガス供給領域5をガス雰囲気に保持するのは、有機ガス分子であるアウトガスが発生しやすい真空雰囲気をガス雰囲気へ置換することにより、アウトガスの移動自由度を制限するためであり、これにより、高エネルギー場である摩擦部材25や駆動力伝達部材14の表面、あるいはこれらの摩擦駆動により発生する粉塵の表面に、アウトガス成分が付着しにくくなるからである。
Here, the
また、カバー部材1の材質としては、金属、セラミックス、樹脂等、様々な材質のものを利用可能であり、或いはこれらを組み合わせても良く、より気密性の高い材質のものを用いることが好適である。
Further, as the material of the
カバー部材1に設けられたガス注入管2は、案内装置10が使用される場合、系外に設置されたガス供給タンク(不図示)に接続されてガス供給領域5にガスを注入する。
When the
また、カバー部材1に設けるガス排気口3は、図3に示すようにカバー部材1の可動体14と対向する端部7の全周にわたって機械加工により形成された溝部8の一部に設けられており、このガス排気口3からガス排気道4(貫通孔)がカバー部材1の壁を連通して貫通している。ガス排気道4に排気手段(不図示)を接続することにより、可動体14と数μmの間隔で設置された端部7の隙間を通って溝部8全体で排気させることが可能であり、この溝部8の存在によりガス供給領域5からカバー部材1の外へ漏れようとするガスを排気することができる。
Moreover, the
なお、図2は図3の溝部8と貫通孔9をより良好なガス排気が実施できるように、2重に設置し、その断面図を表したものであり、このようにカバー部材1の側壁にガス供給領域5を2重に囲むようにしてガス排気口3(溝部8)と排気道4を設け、内側のガス排気口3、排気道を10−2Pa程の真空度となるように、またその外側のガス排気口3、ガス排気道4を10−3Pa程の真空度となるように、別々の排気ポンプでガス排気を実施することができるので好ましい。このようにしてカバー部材1の内側から外側に向かって真空度に傾斜を持たせるようにしてガス排気を実施することにより、カバー部材1の外側の真空雰囲気における真空度の低下を招くことなく、ガス供給領域5内のガス排気を行うことが可能となる。
2 shows a sectional view of the groove portion 8 and the through hole 9 of FIG. 3 which are installed in a double manner so that better gas exhaust can be carried out. A gas exhaust port 3 (groove portion 8) and an
ここで、カバー部材1のガス供給領域5に供給するガスとしては、元素周期律表の18族元素であるヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、ラドン(Rn)等の希ガス並びに窒素(N)、酸素ガス(O)を用いるのが良く、あるいはこれらの混合ガスを用いることも可能である。
Here, as the gas supplied to the
また、本発明の案内装置10では図4に一例を示すように、駆動力伝達部材14に刃先を接触させるようにしたブレード等からなる粉塵除去手段6を前記カバー部材1のガス供給領域5内に設け、粉塵の発生を低減するとともに、駆動力伝達部材14に付着した粉塵を除去することも可能である。
Further, in the
なお、粉塵除去手段6としては、ブレードの他にブラシやローラ、クリーニング布等、様々な形態の粉塵除去手段6を設置することが可能である。
In addition to the blade, various types of
次に本発明の案内装置10の駆動状態について図1を用いて説明する。
Next, the driving state of the
まず、ドライバー19より指令信号を出力して超音波モータ20の摩擦部材25を楕円運動させると、駆動力伝達部材14との摩擦駆動によってステージ13をガイド部材12に沿って移動させることができ、ステージ13の移動に伴う位置検出手段17からの位置情報と、予め設定してあるステージ13の基準位置情報との偏差を基に制御部18にてPID演算した出力値を指令信号としてドライバー19に出力し、このドライバー19からの駆動電圧により超音波モータ20を駆動させるフィードバック制御を行うことにより、ステージ13を所定の条件で移動させる。
First, when a command signal is output from the
このとき、駆動力伝達部材14の当接面は、超音波モータ20との摩擦駆動により活性化され、さらに摩擦熱や静電気も発生することから、駆動力伝達部材14と摩擦部材25が摩耗して発生した粉塵だけでなく、周辺雰囲気に浮遊していた成分が駆動力伝達部材14の当接面に付着する。特に真空雰囲気においては、前述したようにより多くの粉塵の付着が起こる。
At this time, the contact surface of the driving
しかしながら、本発明の案内装置10によれば、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の当接面を覆うようにカバー部材1が設置されており、カバー部材1の内側のガス供給領域5に、カバー部材1に設けたガス注入管2からガス供給領域5内の雰囲気を調整するガスが供給されており、ガス供給領域5内では、雰囲気中に漂っていたアウトガスの移動自由度が著しく制限さるために、摩擦部材25や駆動力伝達部材14の表面あるいはこれらの摩擦駆動により発生する粉塵の表面への付着が起こりにくく、これにより、案内装置10の駆動に伴い発生する粉塵を低減させることが可能となる。
However, according to the
その為、駆動力伝達部材14の当接面と超音波モータ20の摩擦部材25との隙間に粉塵が噛み込むのを大幅に低減することができ、常に安定した接触状態を得ることが可能である。従って、超音波モータ20の駆動によってステージ13を安定して駆動させることができ、可動中における精度が1μm以下、位置決め精度が0.1μm以下といった高精度が要求されるような場合でも精度良く移動、位置決めすることができる。
For this reason, it is possible to greatly reduce the amount of dust biting into the gap between the contact surface of the driving
ところで、このような効果を奏するためには、図2に示すようにカバー部材1のガス排気口3が設置されたカバー部材1の端部7と、駆動力伝達部材14の隙間を調整し、カバー部材1のガス供給領域5内を、注入されるガス雰囲気に保ちつつ、ガス排気口3、ガス排気道4を図の矢印の方向に通してガス排気を行い、ガス供給領域5内のガス循環を良好に実施することが重要となる。そのためには、前記カバー部材1の端部7と駆動力伝達部材14の隙間を0.5〜10μmの範囲とするのがより好適である。0.5μmより小さくすると、ガス排気が困難となるばかりか、場合によっては、この隙間に粉塵が詰まり、案内装置10の良好な駆動を妨げることとなる。また10μmより大きくすると排気口3から排気しきれなかったガスがカバー部材外に漏洩し、これが真空雰囲気中であれば、真空度が著しく低下するからである。
By the way, in order to achieve such an effect, as shown in FIG. 2, the gap between the
なお、前記のように良好なガス循環を維持することにより、摩擦部材25と駆動力伝達部材14の摩擦により発生する熱をガス雰囲気中へ逃がし、超音波モータ20を冷却するという効果も得られる。この超音波モータ20の冷却は、熱伝達のない真空雰囲気中で本発明の案内装置10を駆動させる場合には特に有効である。
By maintaining good gas circulation as described above, it is possible to obtain the effect of releasing the heat generated by the friction between the
以上、本実施形態では、可動体が直線運動する案内装置10を例にとって説明したが、可動体が回転運動する案内装置10にも適用できることは言う迄もなく、さらに、可動体を駆動させる超音波モータについても、多重モード型のものに限らず、単一振動モードの定在波型や進行波、複数振動モードのモード変換型、複合振動型の超音波モータであっても構わない。
As described above, in this embodiment, the
そして、前述のような本発明の案内装置10は、半導体、液晶製造装置用として、その製造工程へ導入された場合、長期間にわたって高精度な駆動を維持することが可能であり、半導体、液晶製造装置用の案内装置としては最適といえる。
The
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々改良や変更したものにも適用できることはいう迄もない。 Needless to say, the present invention can be applied to various improvements and modifications as long as they do not depart from the gist of the present invention.
以下、本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention will be described below.
図1に示すような本発明の案内装置10と、従来の案内装置を真空チャンバー内で、真空雰囲気中で駆動させ、粉塵の発生量を比較する試験を行った。
A test was performed in which the
以下、実験に使用した案内装置の仕様について説明する。 Hereinafter, the specifications of the guide device used in the experiment will be described.
本発明の案内装置10を構成するガイド部材12には、ストロークが100mmのクロスローラーガイドを用い、前記ガイド部材12によって、5kgの重さを有するステージ13を移動させるようにした。また、ステージ13の一方の側面にはアルミナセラミック製の駆動力伝達部材14を配置し、超音波モータ20との当接面の表面粗さを算術平均粗さ(Ra)で0.05μmとした。
A cross roller guide having a stroke of 100 mm was used as the
一方、ステージ13の駆動源である超音波モータ20は、振動体24を、長さ30mm、幅7.5mm、厚み3mmの直方体をしたチタン酸ジルコン酸鉛系の圧電セラミック体22により形成し、振動体24の端面に、長さ4.2mm、直径3mmの円柱状をしたアルミナセラミック製の摩擦部材25を接合したものを用いた。なお、摩擦部材25の駆動力伝達部材14との当接面は、曲率半径が7mmの球面とした。
On the other hand, the
また、本発明の案内装置10に設置するカバー部材1としては、駆動力伝達部材14とカバー部材端部7の隙間をより高精度に保持するためアルミナ製若しくは金属アルミ製のものを用い、さらに金属アルミ製のガス注入管2を接続し、カバー部材端部7の全周に、溝部からなるガス排気口3を2重に加工し、それぞれの溝部にカバー部材1の壁を通して貫通する貫通孔からなるガス排気道4を機械加工により施したものを、超音波モータ20全体を覆うようにして設置する。そして、カバー部材1のガス排気口3を設置したカバー部材端部7の表面と、駆動力伝達部材との間隔を1μmとして、ガス供給領域5にアルゴンガスを注入することにより、該カバー部材1内を雰囲気調整し、カバー外の真空雰囲気をより安定させつつガス排気が実施できるようにしてある。
Further, as the
そして、ガス注入管2と真空チャンバー外に設けたアルゴンガス供給タンクを接続し、またガス排気道4とこれも真空チャンバー外に設けた排気ポンプを接続した。
The
実験にあたっては、制御部18に予め設定しておくステージ13の移動プロファイルとして、移動距離100mm、加減速度0.03G、最高速度100mm/secに設定した台形制御とし、超音波モータ20を40kHzの駆動周波数で駆動させるようにした。
In the experiment, as the movement profile of the
そして、この条件にてステージ13を50時間駆動させ、走行試験後に超音波モータ20の摩擦部材25とステージ13の駆動力伝達部材14に付着する粉塵の量を測定した。なお、粉塵の付着量については、1mm2当たりに粒径1μm以上の粉塵が付着する量をパーティクルカウンターで測定した。
Then, the
結果を表1に示す。
表1から、カバー部材1を設置していない従来の案内装置においては、駆動力伝達部材14への粉塵付着量が多いだけでなく、30時間駆動させると粉塵の付着量が多くなりすぎ、ステージの駆動が停止してしまった。
From Table 1, in the conventional guide device in which the
これに対し、本発明の案内装置10では50時間の駆動においても駆動力伝達部材14への粉塵付着が非常に少なく、ステージ13の良好な駆動を維持することが可能であり、カバー部材を設置することで、駆動力伝達部材14への粉塵の付着を低減できることが確認される結果となった。
On the other hand, in the
さらに、前記本発明の案内装置10のカバー部材の内側に、図3に示すようなブレード6の形態の粉塵除去手段を設置し、前述と同様の条件にて案内装置10の駆動を実施し、粉塵の発生量を測定したところ、50時間の駆動で粉塵の発生が0個/mm2であった。これにより、カバー部材1とともに、該カバー部材1の内側に粉塵除去手段を設置することで、更に粉塵の発生を抑制することができることが確認された。
Further, a dust removing means in the form of a
1:カバー部材
2:ガス注入管
3:ガス排気口
4:ガス排気道(貫通孔)
5:ガス供給領域
6:粉塵除去ブレード
7:カバー部材端部
8:溝部
9:貫通孔
10:案内装置
11:ベース盤
12:ガイド部材
13:ステージ
14:駆動力伝達部材
15:リニアスケール
16:測定ヘッド
17:位置検出手段
18:制御部
19:ドライバー
20:超音波モータ
22a、22b、22c、22d:電極膜
23:圧電セラミック板
24:振動体
25:摩擦部材
26:筺体
27、28:スプリング
1: Cover member 2: Gas injection pipe 3: Gas exhaust port 4: Gas exhaust path (through hole)
5: Gas supply region 6: Dust removal blade 7: Cover member end 8: Groove 9: Through hole 10: Guide device 11: Base panel 12: Guide member 13: Stage 14: Driving force transmission member 15: Linear scale 16: Measuring head 17: Position detecting means 18: Control unit 19: Driver 20:
Claims (4)
前記ガス排出手段は、前記カバー部材の前記可動体と対向する面において前記摩擦部材および前記当接部を取り囲むように設けられた溝部と、該溝部に連通し、前記カバー部材の内表面と外表面との間に設けられた排気道とを有する案内装置。 A guide device in which an ultrasonic motor having a friction member and a movable body movable by friction driving of the friction member are arranged in a vacuum atmosphere, and at least the friction member and the movable body against the friction member A cover member provided so as to surround the contact portion, a gas supply means for supplying gas into a space surrounded by the cover member , and a gas discharge means for discharging the supplied gas out of the vacuum atmosphere Have
The gas discharge means includes a groove portion provided on the surface of the cover member facing the movable body so as to surround the friction member and the contact portion, and communicates with the groove portion so that the inner surface and the outer surface of the cover member guide device having an exhaust path provided between the surfaces.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003428246A JP4475937B2 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Guide device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003428246A JP4475937B2 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Guide device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005192287A JP2005192287A (en) | 2005-07-14 |
JP4475937B2 true JP4475937B2 (en) | 2010-06-09 |
Family
ID=34787311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003428246A Expired - Fee Related JP4475937B2 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Guide device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4475937B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4714911B2 (en) * | 2005-07-29 | 2011-07-06 | 京セラ株式会社 | Stage and stage friction powder detection method |
JP4804826B2 (en) * | 2005-08-01 | 2011-11-02 | 太平洋セメント株式会社 | Ultrasonic drive |
JP4707534B2 (en) * | 2005-10-27 | 2011-06-22 | 京セラ株式会社 | Guide device |
JP5191023B2 (en) * | 2008-04-18 | 2013-04-24 | 株式会社ホロン | Sample moving mechanism |
-
2003
- 2003-12-24 JP JP2003428246A patent/JP4475937B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005192287A (en) | 2005-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100243166A1 (en) | Gas flow path structure and substrate processing apparatus | |
JP2005294824A (en) | Ultrasonic joining method and ultrasonic joining device in vacuum | |
KR910004447B1 (en) | Electrostatic dust collector for use in vaccum system | |
JP2005034782A (en) | Washing device and washing method | |
JP4475937B2 (en) | Guide device | |
JPS58140491A (en) | Flow generating device | |
JP4693529B2 (en) | Ultrasonic vibration cutting device and auxiliary mounting jig used for ultrasonic vibration cutting device | |
JP2004265992A (en) | Manufacturing apparatus for composite structure object | |
US20090092467A1 (en) | Stage apparatus | |
JP4707534B2 (en) | Guide device | |
JPH1162965A (en) | Static pressure guide device and moving body | |
JP4321308B2 (en) | Plasma generation method and apparatus | |
KR100583933B1 (en) | Foundation peeling device and foundation peeling method | |
JP3265245B2 (en) | High-efficiency processing equipment by high-density radical reaction using rotating electrode | |
JP7436267B2 (en) | Cleaning nozzle and cleaning method | |
JP2003251541A (en) | Guide device using ultrasonic motor as drive source of movable body | |
JP2004028214A (en) | Static pressure gas bearing | |
JP2006272531A (en) | Guide device | |
JP2531430B2 (en) | Gas supply nozzle of radical reaction type precision processing equipment | |
JPH0729628Y2 (en) | Sealing device for wire electrode passage | |
JPH09234665A (en) | Device and method for grinding base plate | |
JP2005133786A (en) | Gas bearing device | |
US20230283135A1 (en) | Armature and driving device | |
JP2002106562A (en) | Static pressure gas linear guide device | |
KR200406544Y1 (en) | equipment for bonding polarized-film |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090526 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091026 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091225 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |