JPH0297269A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、真空中にある対象物を駆動するアクチュエ
ータであって、とくに真空中へのガス放出や発塵２発熱
の極めて少ないものに関する。

【従来の技術】

従来、半導体製造装置内の真空で清浄な環境下で半導体
ウェハその他の対象物を駆動するアクチュエータとして
は、例えば真空用パルスモータを使用し、ラック・ピニ
オン機構あるいはカムなどを利用して回転運動を直線運
動に変換し、駆動対象物用の可動部を玉軸受などで直線
的に案内させる方式のものがある。

【発明が解決しようとする課題】

以上説明したように、従来の技術では、真空で清浄な空
間で使用される、これらモータ、玉軸受はいずれもイオ
ンブレーティング処理をされているから、高価で比較的
寿命が短い欠点がある。 とくにモータに関しては、以下のような問題がある。す
なわち、真空用パルスモークには、これを駆動するため
の電流を流す導線を絶縁してこれを細いステンレスチュ
ーブに通し、このチューブを巻きつけて電磁力を発生さ
せるようにする。こうすることにより、導線部のガス発
生を押えて、高真空用のパルスモータを構成したもので
ある。 そのため当然、巻線部全体の体積５重量は増す。 さらに放熱が弱いため、流れる電流値が抑えられ、発生
する電磁力すなわちモータとしての出力トルクが小さく
なる。従って、必要なトルクを保証しようとすると、ア
クチュエータ部の寸法１重量が過大となる。特に可動部
にとりつけると全体の重量が増してその慣性モーメント
が大となり、これを駆動するアクチュエータも大きくな
るとともに、動作スピードが抑えられる。当然また、価
格も高くなる。 また、可動部は、その滑り摩耗をさけるために玉軸受に
よって案内されるが、完全にするためにはさらに多くの
玉軸受が必要になる。このようにしてもなお、転り摩耗
は避けられず、また依然ピニオンとランクの滑りは存在
する。この「転り」と「滑り」とが発塵の原因となる。 また、これら歯車類の噛合い部や軸受部にはグリースが
使用され、かつモータ類には絶縁材が使われている。こ
れらは蒸気圧の低い、不純物の少ない、ガス発生の少な
いものを選定する必要があり、高真空になるほど条件が
厳しくなる。 以上のように従来例では、細心の工夫をしても木質的に
発塵およびガス発生はさけられない。また、この対策の
ための費用が多くかかる。さらに、部品交換など保守も
頻繁に行なわなければならない等多くの問題も有してい
る。また、真空中に設置されたモータからの発熱は、対
流が期待できないため、伝導および輻射によって真空外
へ放熱する必要があり、この対策も極めて大きな問題で
あこの発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、真空中で用いこの真空中へのガス放出や発塵１
発熱の極めて少ないアクチュエータを提供することにあ
る。

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するために、本発明に係る第１のアクチ
ュエータは、 真空中にある対象物を駆動するアクチュエータであって
、 前記真空中に定置され内部空間が切替弁を介して圧力源
と連通ずるシリンダと； 永久磁石を有し前記シリンダに対応するピストンと； 前記対象物と連結され前記ピストンの永久磁石によって
感応されるとともにこの感応の方向に移動可能な可動片
と；を備える。 本発明に係る第２のアクチュエータは、真空中にある対
象物を駆動するアクチュエータであって、 前記真空中に定置され内部空間が大気と連通ずる案内筒
と； この案内筒の内周でその軸線方向に走行可能に案内され
、大気中に定置され連結部材を介して連結された別のア
クチュエータによって駆動され、かつ永久磁石を具備す
る走行体と； 前記対象物と連結され前記走行体の永久磁石によって感
応されるとともにこの感応の方向に移動可能な可動片と
；を備える。

【作　用】

本発明に係る第１アクチユエータでは、流体圧によって
駆動されるピストンの動きが、その具備する永久磁石を
介して、これと感応し対象物と連結される可動片を駆動
させる。 本発明に係る第２アクチユエータでは、内部が大気と連
通ずる案内筒の内周で案内され別のアクチュエータによ
って駆動される移動体の動きが、その具備する永久磁石
を介して、これと感応し対象物と連結される可動片を駆
動させる。

【実施例】

第１図は第１実施例の側面図である。第１図において、
アクチュエータ１０は、真空中に設置されシリンダ１内
に収められた永久磁石より成るピストン２）ピストン２
の左側への移動により吸引される可動部３、これに設け
られたローラ４、ストッパ７、および可動部３を左向き
に付勢する引張りハネ６から構成される。なお、この場
合、駆動対象物は可動部３と連結されると考えてもよい
し、可動部３そのものと考えてもよい。そして、大気中
におかれた切換弁８は油圧源９に接続され、この切換弁
８とアクチュエータ１０は符号を付けてない配管により
接続される。 第１図において、上側の配管が油圧源９とつながり、下
側の配管が符号を付けてないドレンタンク側の場合には
、ピストン２は図で左側に移動し、可動部３に接近する
ため、これに磁気力が、非磁性材からなるシリンダ１を
通して作用し、可動部３は引張りハネ６に抗して右側へ
吸引される。切換弁８が動作して配管の接続が前述とは
逆になると、ピストン２は右側に移動し、可動部３との
間隔があく。これにより磁気力の作用が弱まり、可動部
３ば引張りハネ６の力によりストッパ７の位置まで戻さ
れる。 第２図は第２実施例の側面図で、この第２実施例は基本
的には第１図のものと同じであるが、異なる点は、ピス
トン１２を永久磁石１２ａ　と、それを囲むようにして
設けられたヨーク］、２ｂとで構成することにより、磁
束の洩れを減らし、磁気力を有効に可動部１３に作用さ
せることにある。また、可動部１３は板ハネ１６に取り
付けられ、この板ハネ１６をピストン１２が離れている
ときには一点鎖線で示すような形状に成形しておけば、
第１実施例でのローラ４などの摩擦箇所もなくなり、発
塵の点でもすくれるし、構造も極めて単純になる。 なお、第２図において、切換弁８の種類と配管の構成が
多少、第１図と違うが、どちらの方式も通用可能という
意味で示しておいた。すなわち、切換弁８により下側の
配管が油圧ｔ１．９とつながることにより、ピストン１
２は非磁性材からなるシリンダ１１の中を圧縮ハネ１５
に抗して左方に移動する。 これによって磁気力が可動部１３に作用して実線位置に
吸引する。次に、切換弁８が動作して、下側の配管が、
符号を付けてないドレンタンクと接続されると、ピスト
ンＩ２は圧縮ハネ１５により右側に付勢されて磁気力の
作用が小さくなり、可動部１３は板ハネ１６の作用によ
り一点鎖線位置に復帰する。 ところで、この配管および切換弁８の方式は、もし可動
部１３を吸引している時間が短くて良いような場合には
、この吸引位置にピストン１２を保持するために圧油が
ピストン１２に作用し続けるために、ピストン１２の外
周よりドレンタンク側への洩れにより、温度上昇が生ず
る。しかし、ピストン１２を右側に移動させるときには
、配管内には圧油が作用していないためエネルギー損失
がなく、したがってこの部分での発熱がない、という利
点を有する。 第３図は第３実施例を示し、同図（ａ）はその側面図、
同図（ｂ）はその正面図である。第３（ａ）において、
ピストン２２は、図のように両側に円錐台部を有し、中
間に永久磁石２２ａを設け、しかも永久磁石２２ａの外
周とシリンダ２１の内周との間に間隙を有している。シ
リンダ２１も第２実施例とは多少、構造が異なり、両端
に段付部２１ａを有しており、これがピストン２２の円
錐台部と線接触することにより圧油の洩れを小さくする
ことができ、同時に洩れによる発熱を抑えることができ
る。また、可動部２３は第３図（ｂ）のようにシリンダ
２１の外周面を４個ずつ計８個のローラ２４で転勤でき
るようにされており、しかも可動部２３ばピストン２２
と磁路を構成しており、従ってピストン２２の動きと共
に直進駆動されることになる。 以上の第１．第２．第３の各実施例は第１の発明装置に
対応する。また、以下の述べる第４．第５の各実施例は
第２の発明装置に対応する。 第４図は第４実施例の側面図で、同図において、４０は
真空中に設置されたアクチュエータであり、主として非
磁性材からなる案内筒３１および永久磁石より構成され
る移動体３２からなる。３２ａは移動体３２に設けられ
た切欠部であり、この切欠部３２ａを空気が流通するこ
とにより、移動体３２の動作を確実にする。３４はスプ
リングであり、第４図のように、移動体３２を左方に押
し付ける方向に作用する。３６は板ハネであり、３３は
これに設けられ、磁性材あるいは永久磁石から構成され
る可動部である。可動部３３が磁性材であれば、第４図
の実線表示は吸引された位置を示す。 ワイヤ３日を大気中におかれた駆動リシンダ３つで引張
ることにより、移動体３２はスプリング３４に抗して右
側に移動され、可動部３３に働く磁気力が弱まると、板
ハネ３６を一点鎖線で示すようにあらかじめ成形してお
くことにより、可動部３３を左方に移動させることがで
きる。駆動シリンダ３９の力を除くことにより、スプリ
ング３４の作用により再び移動体は左側に動く。 なお、３１ａは真空中に設けられた配管であり、内部は
大気とつながる。３７は大気と真空とを分ける隔壁であ
る。当然ながら、配管３１ａは図示のように直線状にす
ることが望ましい。 第５図は第５実施例の側面図である。同図において、移
動体４２は永久磁石４２ａとヨーク４２ｂから構成され
ており、磁気力を有効に外部に作用させることができる
。また、第５図に示すように、アクチュエータ５０と、
大気中に設けられた駆動シリンダ３９とを直線状に設置
することができない場合でも、配管４１ａ内に適切な間
隔で節状に設けられ中央に孔を有する円板状のガイド４
１ｂにより、ワイヤ４９が配管４１ａの内面と直接接触
しないように工夫することができる。その結果、ワイヤ
４つによる移動体４２の駆動およびスプリング４４によ
る復帰が可能となる。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明においては、真空に直接
、露出する部材が可動片の外には、第１アクチユエータ
ではシリンダであり、第２アクチユエータでは案内筒で
ある。したがって、従来の技術に比べ、第１．第２の各
アクチュエータとも真空中へのガス放出や発塵１発熱が
極めて少ないというすぐれた効果がある。また実施例に
よれば、可動部をバネ部材によって移動可能に支持する
ことができ、構造の簡単化と発塵防止とに有効であ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の側面図、第２図は同
じくその第２実施例の側面図、第３図は同じくその第３
実施例を示し、同図（ａ）はその側面図、同図（ｂ）は
その要部の正面図、第４図は同じくその第４実施例の側
面図、第５図は同じくその第５実施例の側面図である。 符号説明 １．１１．２１　ニジリンダ、２，１２，２２：ピスト
ン、３．１３，２３．３３．４３　：可動部、８：切換
弁、９：油圧源、 １０．２０，３０，４０，５０　：アクチュエータ、３
Ｌ４１　　：案内筒、３２，４２　　：移動体、３８．
４８　　：ワイヤ、３９：駆動シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）真空中にある対象物を駆動するアクチュエータであ
   って、前記真空中に定置され内部空間が切替弁を介して
   圧力源と連通するシリンダと；永久磁石を有し前記シリ
   ンダに対応するピストンと；前記対象物と連結され前記
   ピストンの永久磁石によって感応されるとともにこの感
   応の方向に移動可能な可動片と；を備えることを特徴と
   するアクチュエータ。２）特許請求の範囲第１項記載の
   アクチュエータにおいて、可動片は、ピストンの一方の
   端面と対向し永久磁石による感応方向と逆な付勢力をも
   つ弾性部材によって支持されるようにしたことを特徴と
   するアクチュエータ。 ３）真空中にある対象物を駆動するアクチュエータであ
   って、前記真空中に定置され内部空間が大気と連通する
   案内筒と；この案内筒の内周でその軸線方向に走行可能
   に案内され、大気中に定置され連結部材を介して連結さ
   れた別のアクチュエータによって駆動され、かつ永久磁
   石を具備する移動体と；前記対象物と連結され前記移動
   体の永久磁石によって感応されるとともにこの感応の方
   向に移動可能な可動片と；を備えることを特徴とするア
   クチュエータ。