(57)【要約】【課題】支持する被支持体の質量の変化に応じて静圧を制御することにより、被支持体の質量に関わらず安定に支持する静圧軸受パッドを提供する。【解決手段】静圧軸受パッド１１０において、第１の給気溝５１および第２の給気溝５２とは互いに独立しており、互いに不連続となっている。軸受面２１に供給するための加圧気体は、第１の給気溝５１については加圧気体供給部としての第１の給気管４１から、そして第２の給気溝５２については加圧気体供給部としての第２の給気管４２から、互いに独立に供給される。【選択図】図１
2010096311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧気体を用いて被支持体を支持する静圧軸受パッドであって、
軸受面を有する軸受部材と、
前記軸受部材を保持するためのハウジングとを備え、
前記軸受部材と前記ハウジングとの接続部において、前記軸受部材と前記ハウジングとの少なくとも一方に、前記加圧気体を前記軸受面に供給するための複数本の互いに独立した給気溝が形成され、
複数本の前記給気溝のそれぞれに独立して前記加圧気体を供給する加圧気体供給部を備える、静圧軸受パッド。
【請求項２】
前記加圧気体供給部は、前記加圧気体を前記軸受面に供給する前記給気溝のそれぞれに供給する圧力を独立に調整可能である、請求項１に記載の静圧軸受パッド。
【請求項３】
前記軸受面は、前記軸受面から噴出された加圧気体を再度回収する排気溝によって分割され、
前記軸受部材および前記ハウジングには、前記排気溝から、前記軸受部材および前記ハウジングの内部を延伸し、前記ハウジングの表面のうち、前記軸受部材と接続された部分以外の表面部分まで延在する排気孔が形成されている、請求項１または２に記載の静圧軸受パッド。
【請求項４】
前記排気溝が前記軸受面を分割することにより前記軸受面に形成される領域は、前記軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置される、請求項３に記載の静圧軸受パッド。
【請求項５】
前記軸受部材は多孔質材料からなり、前記軸受部材を形成する前記多孔質材料の隙間を介して、複数本の前記給気溝から前記軸受部材に供給される前記加圧気体を、前記軸受面から噴出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の静圧軸受パッド。
【請求項６】
複数本の前記給気溝は、前記軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置される、請求項５に記載の静圧軸受パッド。
【請求項７】
前記軸受部材には、前記給気溝から前記軸受面まで延在する給気孔が形成され、
前記給気孔を介して、複数本の前記給気溝から前記軸受部材に供給される前記加圧気体を、前記軸受面から噴出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の静圧軸受パッド。
【請求項８】
前記給気孔は複数個形成され、
前記軸受面における複数個の前記給気孔は、前記軸受面の面積重心を通る直線に関して対称な位置に配置される、請求項７に記載の静圧軸受パッド。
【請求項９】
複数個の前記給気孔のうち、複数本の前記給気溝のうちの一の給気溝に連なる一の給気孔と、複数本の前記給気溝のうちの他の給気溝に連なる他の給気孔との、前記軸受面における面積をそれぞれ互いに±１０％以上変更した、請求項７または８に記載の静圧軸受パッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の静圧軸受パッドにより支持された前記被支持体を備える直動案内装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の静圧軸受パッドにより支持された前記被支持体を備える回転案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静圧軸受パッド、直動案内装置および回転案内装置に関するものであり、より特定的には、支持する被支持体の質量の変化に応じて静圧を制御することにより、被支持体の質量に関わらず安定に当該被支持体を支持する静圧軸受パッド、および上述した静圧軸受パッドを用いた直動案内装置および回転案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
精密工作機械や半導体露光装置においては、加工工具や被加工物の高精度な位置決め、支持部の摩耗防止等のために、位置決めなどを行なう可動部（被支持体）を支持する軸受としてパッド型の静圧空気軸受（静圧軸受パッド）が用いられる。静圧軸受パッドは、精密工作機械や半導体露光装置を構成する可動部および固定部からなる一対の対向する面の少なくとも一方に取り付けられる。そして、静圧軸受パッドのノズルまたは絞り孔から、当該静圧軸受パッドと対向する面に向けて加圧気体を噴出する静圧を利用して、静圧軸受パッドが上記対向する面に対して浮上する状態を保つ。以上の原理により、静圧軸受パッドは被支持体である、可動部または固定部を非接触状態で支持する。
【０００３】
従来の静圧軸受パッドの構成は、たとえば特開昭６３−２３１０２０号公報（以下、「特許文献１」という）に示すように、軸受部材と、軸受部材を収納するハウジングとから構成される。そして、図示されないコンプレッサ等の加圧気体供給源から、ハウジングの内部に備えられた給気管（特許文献１中「給気孔」）を介して、ハウジングが軸受部材を収納する凹部（特許文献１中「収納部」）に加圧気体を供給する。そして、ハウジングの凹部における、軸受部材と対向する面上に、同心円状に複数本配置された給気溝（特許文献１中「空気溝」）を介して、供給した加圧気体を、多孔質材料で形成される軸受部材に導入する。加圧気体は多孔質材料からなる軸受部材の多数の孔（間隙）に分散され、当該多数の間隙から軸受部材の外部に（静圧軸受パッドと対向する面に向けて）噴出する。以上の原理により、静圧軸受パッドの軸受部材と対向する面に対して当該静圧軸受パッドが浮上した状態を維持し、静圧軸受パッドにより被支持体を支持する。
【特許文献１】特開昭６３−２３１０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に開示されている静圧軸受パッドは、ハウジングの凹部に配置された複数本の同心円状の給気溝が、軸受部材において給気溝と対向する領域へほぼ均一に加圧気体を供給する。これは、同心円状に配置される複数本の給気溝にほぼ垂直に交差する（径方向に形成された）給気溝が、給気管から供給された加圧気体を、複数本の同心円状の給気溝のすべてにほぼ均一に供給するためである。
【０００５】
ここで、静圧軸受パッドが支持する被支持体の質量は、被支持体の種類や、被支持体が積載する積載物の種類によって変化する。したがって、静圧軸受パッドは、上述した質量の変化に対応するため、加圧気体の圧力を変更（制御）する必要がある。たとえば、大きな積載物を抱える被支持体を支持する場合には、静圧軸受パッドに供給される加圧気体の圧力を大きくすることにより、静圧軸受パッドが軸受部材と対向する面に対して噴出する加圧気体の圧力を大きくして、静圧軸受パッドが対向する面に対する浮上量を大きくする必要がある。ところが、大きな積載物を支持するためにたとえば加圧気体の供給圧力だけを高くすると、静圧軸受パッドには自励振動が生じ、静圧軸受パッドにより支持が不安定になる可能性がある。このため、加圧気体の供給圧力を無制限に高くすることはできず、加圧気体の圧力を変更できる範囲は小さい。その結果、静圧軸受パッドが対向する面に対する浮上量についての調整可能な範囲も小さくなるため、被支持体の積載物の質量に制限を設ける必要があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、支持する被支持体の質量の変化に応じて静圧を制御することにより、被支持体の質量に関わらず安定に支持する静圧軸受パッドを提供することである。また、当該静圧軸受パッドを用いた直動案内装置および回転案内装置を併せて提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る静圧軸受パッドは、加圧気体を用いて被支持体を支持する静圧軸受パッドであって、軸受面を有する軸受部材と、上記軸受部材を保持するためのハウジングとを備える。そして上記軸受部材と上記ハウジングとの接続部において、軸受部材とハウジングとの少なくとも一方に、上記加圧気体を上記軸受面に供給するための複数本の互いに独立した給気溝が形成されている。上記静圧軸受パッドは、その複数本の給気溝のそれぞれに独立して上記加圧気体を供給する加圧気体供給部をさらに備える。
【０００８】
本発明に係る静圧軸受パッドに形成されている、複数本の互いに独立した給気溝同士は、互いに独立（不連続）となっている。このため、たとえば当該複数本の給気溝のそれぞれに独立して加圧気体を供給する加圧気体供給部を備えることにより、当該複数本の給気溝のうち、加圧気体の供給圧力を変更したい給気溝に対して加圧気体を供給する加圧気体供給部のみを制御すれば、軸受部材に供給される加圧気体の供給圧力をより細かく制御できる。たとえば、複数本の給気溝のうち加圧気体を供給したい給気溝のみから、加圧気体を軸受面に供給することができる。したがって、常にすべての給気溝から加圧気体を供給する必要はなく、所望の給気溝のみから加圧気体を供給することにより、静圧軸受パッドが被支持体を支持する圧力（静圧軸受パッドの浮上量）を調整することができる。また、静圧軸受パッドにより支持される被支持体の質量が大きく変化する場合にも、当該複数の給気溝のそれぞれについて加圧気体の供給の有無、さらには加圧気体の圧力条件などを個別に調整することにより、被支持体の質量の変化に応じて静圧軸受パッドの浮上量を容易に最適化することができる。その結果、被支持体の質量の変化が起きた場合にも、安定して被支持体を支持することが可能な静圧軸受パッドを実現できる。
【０００９】
したがって、本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、加圧気体供給部は、加圧気体を軸受面に供給する給気溝のそれぞれに供給する圧力を独立に調整可能であることが好ましい。すなわち上述した、複数本の給気溝のそれぞれに加圧気体供給部が備えられており、複数本の給気溝のうち所望の給気溝のみから加圧気体を供給することが可能な機能に加え、それぞれの給気溝が供給する加圧気体の圧力を独立に調整できるということである。このようにすれば、複数本の給気溝のそれぞれが供給する加圧気体の圧力を任意に調整可能なため、さらに自由に、静圧軸受パッドが被支持体を支持する圧力の大きさを調整することができる。
【００１０】
また、給気溝毎に加圧気体の圧力を任意に調整可能なため、被支持体の質量やその質量バランスの変動が起きた場合であっても、静圧軸受パッドの軸受部材の軸受面と、当該軸受面と対向する面との間の距離を、軸受面の全面にわたってほぼ均一に保つことがより容易になる。
【００１１】
また、本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、軸受面は、軸受面から噴出された加圧気体を再度回収する排気溝によって分割されていることが好ましい。そして、軸受部材およびハウジングには、上記排気溝から、軸受部材およびハウジングの内部を延伸し、ハウジングの表面のうち、軸受部材と接続された部分以外の表面部分まで延在する排気孔が形成されていることがより好ましい。上記排気溝は軸受面において複数本形成されていてもよい。
【００１２】
軸受面における排気溝が環状の形状を有する場合、当該排気溝は軸受面を複数の領域に分割する。ここでたとえば軸受面に１つの円環状の排気溝を有しており、当該排気溝により当該軸受面が円環状の中心部と外周部との２つの領域に分割される場合を考える。この場合、加圧気体供給部から給気溝を介して、軸受部材の内部に達した加圧気体が軸受面から噴出されるが、軸受面は排気溝により中心部と外周部とに分割されている。このため、加圧気体が噴出される軸受面の領域を、中心部または外周部のいずれかのみに限定することができる。
【００１３】
また、本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、排気溝が軸受面を分割することにより当該軸受面に形成される領域は、軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置されることが好ましい。このようにすれば、軸受面において上記直線を中心としてほぼ対称な位置から加圧気体を噴出することができるとともに、当該直線を中心としてほぼ対称な位置から排気溝を介して当該加圧気体を回収することができる。このため、軸受部材が対向する面に対して静圧気体軸受の姿勢をより安定させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、給気溝から軸受部材側に供給された加圧気体を噴出するための構造としては以下に述べるものが考えられる。たとえば、上述した軸受部材は多孔質材料からなり、軸受部材を形成する当該多孔質材料の隙間を介して、複数本の給気溝から軸受部材に供給される加圧気体を、軸受面から噴出する構造としてもよい。基本的に給気溝から軸受部材側に供給された加圧気体は、軸受部材を構成する多孔質材料の隙間を介して軸受面に達する。そして当該加圧気体は、軸受面に存在する多孔質材料の隙間から噴出される。その際、加圧気体を供給した給気溝の近傍に存在する多孔質材料の隙間を選択して、軸受面に到達する。このため、軸受面のうち、加圧気体を供給する給気溝に対向する領域にほぼ一致する領域のみから選択的に加圧気体が噴出される。以上により、所望の給気溝のみから加圧気体を供給することにより、軸受面のうち所望の領域のみから加圧気体を噴出させることができる。
【００１５】
なお上述した、本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、複数本の給気溝は、軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置されることが好ましい。ここでの「対称」には、面積重心を通る、軸受面の主表面に沿った方向に配置される直線に関して線対称ないし当該直線上の点に関して点対称である場合や、面積重心を通り、凹部の主表面に交差する方向に配置される直線に関して線対称ないし当該直線上の点に関して点対称である場合が含まれる。また、完全な線対称ないし点対称である場合および、ほぼ線対称ないし点対称である場合（たとえば、給気溝の中心線の位置が、完全な線対称または点対称である場合の当該中心線の位置からずれている場合であって、当該ずれ量が軸受面の形状に外接する円の直径に対して１０％以内の場合）も含まれるものとする。
【００１６】
上述したように、給気溝から供給される加圧気体は、給気溝の近傍に存在する多孔質材料の隙間を選択し、当該隙間を介して軸受面に到達する。このため軸受面のうち、加圧気体を供給する給気溝に対向する領域にほぼ一致する領域のみから選択的に噴出される。したがって、このように複数本の給気溝が、軸受部材の軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置されていれば、給気溝から軸受部材に供給された加圧気体は、軸受面の面積重心に関してほぼ対称となる分布状態で、軸受面から噴出される。以上により、静圧軸受パッドの軸受部材の軸受面は対向する面に対して、軸受面と当該対向する面との間の間隔をほぼ一定に保つように保持される。その結果、静圧軸受パッドは被支持体を安定に支持する。つまり、静圧軸受パッドは、上述した軸受面が対向する面に対して安定した浮上量を保つことができる。
【００１７】
また、本発明に係る静圧軸受パッドの他の局面として、軸受部材には、給気溝から軸受面まで延在する給気孔が形成され、給気孔を介して、複数本の給気溝から軸受部材に供給される加圧気体を、軸受面から噴出する構造としてもよい。ここで、供給された加圧気体が噴出される給気孔は、各給気溝に対して１通りに定まるような構成としておくことが好ましい。また、この場合において、当該給気孔は複数個形成され、軸受面における複数個の給気孔は、軸受面の面積重心を通る直線に関して対称な位置に配置されることが好ましい。このようにすれば、上述した軸受部材における多孔質材料の隙間を介して軸受面から加圧気体が噴出する静圧軸受パッドと同様に、軸受面の面積重心に関して対称となるように軸受面から噴出させることができる。また、この場合は加圧気体は当該給気孔から噴出されるため、給気溝の配置は軸受面から噴出される加圧気体の圧力分布に関係しない。このため、必ずしも複数本の給気溝が、軸受部材の軸受面の面積重心を通る直線に関して対称に配置されていなくてもよい。
【００１８】
本発明に係る静圧軸受パッドにおいては、上述した軸受部材の多孔質材料の隙間を介して加圧気体を噴出する場合と、複数個の給気孔を介して加圧気体を噴出する場合とのいずれにおいても、加圧気体は、軸受面において上記直線に対して対称な位置から噴出する。したがって、静圧軸受パッドの軸受部材の軸受面について、当該軸受面と対向する面に対する位置を安定させることができる（軸受面と当該面との間の隙間が局所的に狭くなる可能性を低減できる）。その結果、静圧軸受パッドは被支持体を安定に支持できる。
【００１９】
ここで、上述した複数個の給気孔のうち、複数本の給気溝のうちの一の給気溝に連なる一の給気孔と、複数本の給気溝のうちの他の給気溝に連なる他の給気孔との、軸受面における面積をそれぞれ互いに±１０％以上変更してもよい。このように、一の給気溝に連なる一の給気孔と、他の給気溝に連なる他の給気孔との軸受面における面積を変更すれば、たとえば上記一の給気溝から一の給気孔に供給される加圧気体の圧力と、上記他の給気溝から他の給気孔に供給される加圧気体の圧力とが同じであっても、軸受面における給気孔の面積が異なるため、一の給気孔から噴出する加圧気体の圧力と他の給気孔から噴出する加圧気体の圧力とを異なるものとすることができる。したがって、上述した方法を用いても、加圧気体が被支持体を支持する圧力の大きさを調整する際の自由度を大きくすることができる。
【００２０】
以上に述べたいずれかの局面をもつ静圧軸受パッドを備える直動案内装置、または回転案内装置は、以上に述べたように、静圧軸受パッドにより支持される被支持体の質量や被支持体に加わる応力が変化する場合であっても、軸受面から噴出する加圧気体を局所的に制御できるので、軸受面全体から噴出する加圧気体の圧力を一律に高める必要が無い。そのため、従来のような自励振動の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、加圧気体供給部材を制御することにより、軸受部材の軸受面から噴出する加圧気体の圧力を、軸受面内において局所的に変更することができるので、静圧軸受パッドの軸受部材の軸受面は対向する面に対して安定した姿勢を維持することが可能となる。したがって、静圧軸受パッドは被支持体を安定に支持できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、支持する被支持体の質量の変化に応じて加圧気体の圧力を給気溝ごとに制御することにより、被支持体の質量に関わらず安定に支持する静圧軸受パッドを提供することができる。また、当該静圧軸受パッドを用いた直動案内装置および回転案内装置を併せて提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態が説明される。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす部位には同一の参照符号が付されており、その説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。また、図３は、図１の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。以上の各図を用いて、実施の形態１について以下に説明する。
【００２５】
図１に示す、本発明の実施の形態１に係る静圧軸受パッド１１０は、加圧気体を用いて被支持体を支持する静圧軸受パッドである。この静圧軸受パッド１１０は、大きくは軸受部材２０とハウジング１０とから構成されている。軸受部材２０は、一方のすなわち静圧軸受パッド１１０の外側を向いた主表面としての軸受面２１を有する。なお、ここでは主表面とは、表面のうち最も面積の大きい面をいうことにする。また、ハウジング１０は図１における下部に、軸受部材２０をハウジング１０に嵌合するよう収納するための凹部１１を有する。なお、静圧軸受パッド１１０においては、軸受部材２０とハウジング１０との接続を良好にするために、ハウジング１０に凹部１１が形成されている。しかし、ハウジング１０には凹部１１は必ずしも必要ない。具体的には、たとえばハウジング１０が軸受部材２０と接続する表面は凹部１１を備えない平面であり、当該平面に接着剤で軸受部材２０の主表面と固定接続させた構成であってもよい。
【００２６】
静圧軸受パッド１１０は被支持体を支持するための部材であるため、使用時にたとえば静圧軸受パッド１１０の軸受面２１が対向する面に対して姿勢をバランスよく保つ（対向する面と軸受面２１との間の距離が軸受面２１全体においてほぼ一定になっている）ことが好ましい。なお、先述したように、ここでの「対称」には、面積重心を通る、凹部１１の主表面に沿った方向に配置される直線に関して線対称ないし当該直線状の点に関して点対称である場合や、面積重心を通り、凹部１１の主表面に交差する方向に配置される直線に関して線対称ないし当該直線状の点に関して点対称である場合が含まれる。また、完全な線対称ないし点対称である場合および、ほぼ線対称ないし点対称である場合も含まれるものとする。
【００２７】
ハウジング１０が軸受部材２０に接触する部分、すなわちハウジング１０の凹部１１の周壁と、第１の給気溝５１，第２の給気溝５２および排気溝３１を除く凹部１１の主表面（底壁）とは、たとえば接着剤によって軸受部材２０の周壁ないし一方の主表面と接着することにより固定されている。しかし、ハウジング１０と軸受部材２０とを固定することができれば、接着剤以外の任意の手段を用いてもよい。
【００２８】
ハウジング１０の、軸受部材２０との接続部である凹部１１の主表面には、加圧気体を軸受面２１に供給するための複数本の互いに独立した給気溝が形成されている。なお、図１〜図３に開示する静圧軸受パッド１１０においては、給気溝は第１の給気溝５１と第２の給気溝５２との２本形成されているが、たとえば３本以上の給気溝を形成した構造としてもよい。また、静圧軸受パッド１１０においては、ハウジング１０に給気溝が形成されているが、軸受部材２０の、たとえばハウジング１０との接続部である主表面に同様の給気溝が形成されていてもよい。また、軸受部材２０とハウジング１０との両方に、同様の給気溝が形成されていてもよい。第１の給気溝５１および第２の給気溝５２とは互いに独立しており、互いに不連続となっている。図１、図２に示すように、軸受面２１に供給するための加圧気体は、第１の給気溝５１については加圧気体供給部としての第１の給気管４１から、そして第２の給気溝５２については加圧気体供給部としての第２の給気管４２から、互いに独立に供給される。
【００２９】
なお、図１の断面図においては、第１の給気管４１と第２の給気管４２との両方を記入している。しかし、これは静圧軸受パッド１１０の断面図の構成を容易にするためのものであり、実際にはそれぞれの給気管がたとえば軸受面２１に沿った方向に延在する方向を図１の断面図に示すように１直線上に揃えなくてもよい（軸受面２１の中心からみたときの第１の給気管４１の延びる方向と第２の給気管４２の延びる方向とのなす角度が１８０°以外の角度となっていてもよい）。
【００３０】
図１において図示しないたとえばコンプレッサなどの加圧気体供給源から供給される加圧気体は、エアチューブ７３と継ぎ手７１とを介して第１の給気管４１から第１の給気溝５１に供給され、その一部は被支持体を支持する静圧として利用するために軸受部材２０の内部を介して軸受面２１から外部へ噴出される。ここで加圧気体供給源から供給される流体（気体）の圧力を制御するために、エアチューブ７３には図１において図示しないバルブや減圧弁が接続されている。同様に図１において図示しないたとえばコンプレッサなどの加圧気体供給源から供給される加圧気体は、エアチューブ７４と継ぎ手７２とを介して第２の給気管４２から第２の給気溝５２に供給され、その一部は被支持体を支持する静圧として利用するために軸受面２１から外部へ噴出される。そして第１の給気管４１と同様に、エアチューブ７４には図１において図示しないバルブや減圧弁が接続されている。
【００３１】
第１の給気溝５１と第２の給気溝５２とは互いに不連続となっているため、第１の給気管４１から第１の給気溝５１に供給される加圧気体と、第２の給気管４２から第２の給気溝５２に供給される加圧気体とを独立に制御することができる。たとえば、エアチューブ７３に接続されている、図１において図示しないバルブを開にし、エアチューブ７４に接続されている、図１において図示しないバルブを閉にする。このようにすれば、第１の給気溝５１には加圧気体が供給され、第２の給気溝５２には加圧気体が供給されない状態とすることができる。したがって、加圧気体が軸受面２１から噴出される際に、ハウジング１０の凹部１１の主表面に形成された複数本の給気溝の一部を自在に選択し、選択した給気溝のみから加圧気体を軸受面２１に供給する状態とすることができる。したがって、常に第１の給気溝５１と第２の給気溝５２との両方から加圧気体を軸受面２１に供給させる必要はなく、所望の給気溝であるたとえば第１の給気溝５１のみから加圧気体を軸受面２１に供給することにより、加圧気体が被支持体を支持する圧力を調整することができる。また、静圧軸受パッド１１０により支持される被支持体の質量が大きく変化する場合に、当該複数の給気溝である第１の給気溝５１および第２の給気溝５２のそれぞれについて加圧気体の供給の有無を個別に調整することにより、被支持体の質量の変化に応じて静圧軸受パッド１１０の浮上量を容易に最適化することができる。その結果、被支持体の質量の変化が起きた場合にも、安定して被支持体を支持することが可能な静圧軸受パッド１１０を実現できる。
【００３２】
また、エアチューブ７３およびエアチューブ７４に、図１において図示しない減圧弁を接続すれば、被支持体を支持する静圧として利用するための加圧気体を軸受面２１に供給する第１の給気溝５１および第２の給気溝５２のそれぞれに供給する加圧気体の圧力を独立に調整することができる。たとえば、エアチューブ７３に接続されている減圧弁を全開にし、エアチューブ７４に接続されている減圧弁を半開にする。このような手順により第１の給気溝５１と第２の給気溝５２とのそれぞれに供給される加圧気体の圧力を変化させることができる。このようにすれば、複数本の給気溝のそれぞれが供給する加圧気体の圧力を任意に調整可能なため、さらに自由に、加圧気体が被支持体を支持する圧力の大きさを独立に調整することができる。したがって、静圧軸受パッド１１０の軸受部材２０の軸受面２１は、対向する面に沿った方向での配置や当該面に対する姿勢をバランスよく保つことが可能となる。また、たとえば静圧軸受パッド１１０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量を任意に調整することができる。
【００３３】
本発明の実施の形態１に係る静圧軸受パッド１１０においては、軸受部材２０はたとえばカーボンの焼結体などの多孔質材料にて形成されていることが好ましい。またはたとえばセラミックスの焼結体など、多孔質材料となりうる材料にて形成されていてもよい。第１の給気管４１および第２の給気管４２によって第１の給気溝５１および第２の給気溝５２に供給された加圧気体は、第１の給気溝５１および第２の給気溝５２によって、軸受部材２０のうち、加圧気体を供給する第１の給気溝５１または第２の給気溝５２の近傍の領域に到達する。ここで、軸受部材２０が多孔質材料で形成されておれば、軸受部材２０のうち、加圧気体の供給された領域の近傍の領域だけが多孔質軸受として機能する。より具体的には、たとえばバルブの調整により第１の給気溝５１にのみ加圧気体が供給された場合は、第１の給気溝５１の存在する近傍の領域に存在する、軸受部材２０を形成する多孔質材料の隙間を介して、軸受面２１のうち第１の給気溝５１の近傍の領域、たとえば軸受面２１のうち第１の給気溝５１と対向する領域のみから被支持体を支持する静圧として利用するための加圧気体が噴出される。
【００３４】
軸受部材２０を構成する多孔質材料は、多数の微小な（例えば粒状の）焼結体の結合にて形成される。それゆえ多孔質材料には、気体が通過可能な隙間が多数存在する。しかし上述したように、たとえば第１の給気溝５１の近傍の領域に存在する軸受部材２０に加圧気体が供給されても、軸受面２１のうち第１の給気溝５１に対向する領域のみから当該加圧気体の大部分は噴出される。このため、軸受面２１の全領域から、被支持体を支持する静圧として利用するための加圧気体が噴出されるわけではない。したがって、上述したように、複数本の給気溝の一部を自在に選択し、選択した給気溝のみから加圧気体を軸受部材２０に供給することにより、軸受部材２０のうち多孔質軸受として機能する部位を選択することができる。この結果、軸受面２１のうち、加圧気体を噴出させる領域を自在に選択することができる。
【００３５】
さらに上述した減圧弁や、図１において図示しないレギュレータを用いて供給される加圧気体の供給圧力を調整することにより、静圧軸受パッド１１０の軸受面２１のうち選択された領域から噴出される加圧気体の供給圧力を自在に調整することができる。したがって、静圧軸受パッド１１０の軸受部材２０の軸受面２１は、対向する面に対して適切な間隔を保つことが可能となる。また、静圧軸受パッド１１０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量を任意に調整することができる。
【００３６】
また軸受部材２０のように多孔質材料で形成された多孔質軸受は、たとえば軸受面２１に接着剤等を塗布したり、軸受部材２０の内部の領域や軸受面２１の近傍の領域を形成する多孔質材料を変更したりすれば、加圧気体が軸受部材２０の内部を流通するときの流通抵抗を調整でき、結果的に軸受特性を変えることができる。したがって、静圧軸受パッド１１０を構成する給気溝ごとに、それらの近傍の軸受部材２０の領域の軸受特性を変更してもよい。
【００３７】
なお、図１〜図３における第１の給気溝５１および第２の給気溝５２は、凹部１１の主表面の面積重心を通る直線に関して対称に配置されることが好ましい。ここで面積重心とは、軸受部材２０の軸受面２１となる主表面の中心点を意味する。この面積重心を通る直線に関してほぼ線対称または当該直線上の点に関してほぼ点対称となるように、第１の給気溝５１および第２の給気溝５２が配置されることが好ましい。このように第１の給気溝５１および第２の給気溝５２が、軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称に配置されていれば、第１の給気溝５１および第２の給気溝５２から軸受部材２０を構成する多孔質材料の隙間を介して軸受面２１から噴出される加圧気体は、軸受面２１の面積重心を通る直線に関してほぼ対称となる圧力分布となるように噴出される。これは上述したように、たとえば第１の給気溝５１から供給される加圧気体については、第１の給気溝５１の近傍に存在する多孔質材料の隙間を選択し、軸受面２１のうち、加圧気体を供給する第１の給気溝５１に対向する領域にほぼ一致する領域のみから選択的に噴出される。このため、第１の給気溝５１が軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称に配置されていれば、軸受面２１から噴出される加圧気体の分布は、軸受面２１の面積重心を通る直線に関してほぼ対称な配置となる。したがって、静圧軸受パッド１１０の軸受部材２０の軸受面２１は、対向する面に対する姿勢を良好に保つ（軸受面２１と当該対向する面との間の距離をほぼ一定に保つ）ことが可能となる。また、たとえば静圧軸受パッド１１０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量を任意に調整することができる。
【００３８】
ここで、図２の断面図に示すように、静圧軸受パッド１１０においては、ハウジング１０の凹部１１の主表面には、第１の給気管４１に連通する第１の給気溝５１と、第２の給気管４２に連通する第２の給気溝５２とが同心円状に形成されている。そして、第１の給気溝５１には第１の給気管４１が、第２の給気溝５２には第２の給気管４２がそれぞれ接続されている。このようにすれば、たとえば各給気溝を形成する同心円の中心が、凹部１１の主表面の面積重心とほぼ一致する場合、各給気溝５１、５２を凹部１１の主表面の面積重心を通る直線に関して対称になるように配置することができる。このことは上述したように、静圧軸受パッド１１０の軸受部材２０のバランスを保つ上で好ましい。
【００３９】
ただし、本発明の実施の形態１における静圧軸受パッド１１０の主表面に沿った方向の形状は、必ずしもたとえば図２の断面図に示すように円形である必要はない。図４は、主表面に沿った方向の形状が四角形状である静圧軸受パッドの、図２に対応する概略断面図である。図４の断面図における態様は、四角形状であることにおいてのみ、図２の断面図と異なる。すなわち、円形ではなく四角形状（正方形状）となっていることを除き、図２の断面図と同様の態様を備えている。図４に示すように、本発明の実施の形態１における静圧軸受パッド１１０の主表面に沿った方向の形状は四角形状（正方形状）であってもよい。この場合においても、図２に示す断面を有する静圧軸受パッド１１０と同様の動作を示し、同様の効果を奏する。なお、静圧軸受パッド１１０の主表面に沿った方向の形状としてはこの他にもたとえば六角形状、三角形状や扇形形状など多種の形状から選択することができる。
【００４０】
また、図４に示すように、第１の給気溝５１や第２の給気溝５２についても、静圧軸受パッド１１０と同様に、必ずしも円状である必要はなく、たとえば軸受部材２０の主表面に沿った方向において三角形状、四角形状、五角形状、あるいは六角形状といった多角形状、もしくは扇形形状など、多種の形状から選択してもよい。ただし、上述した各種形状の給気溝についても、図２または図４に示すように、複数本の給気溝である第１の給気溝５１や第２の給気溝５２が、軸受部材２０の軸受面２１の面積重心を通る直線に関して、同心状に対称となるように配置されることが好ましい。このようにすれば、軸受面２１において上記面積重心を通る直線を中心としてほぼ対称な位置から加圧気体を噴出することができる。このため、軸受部材が対向する面に対して静圧気体軸受の姿勢をより安定させることができる。
【００４１】
また、たとえば図１に示すように、軸受部材２０の軸受面２１には、軸受面２１から噴出された加圧気体を再度回収する排気溝３３が形成されている。そして軸受部材２０の内部およびハウジング１０の内部には、排気溝３３から、軸受部材２０の内部を延伸する排気孔３２および、ハウジング１０の内部を延伸し、ハウジング１０の凹部１１以外の表面（たとえば図１においては、ハウジング１０の、軸受部材２０と対向する主表面と反対側の主表面）まで延在する排気孔３０が形成されている。排気孔３０と排気孔３２とは、軸受部材２０とハウジング１０との境界である凹部１１の主表面においては、凹部１１に形成された排気溝３１を介して接続されている。なお、軸受面２１において排気溝３３は２本以上（複数本）形成されていてもよい。また、排気溝３３が複数本形成された場合には、それぞれの排気溝３３について上述したような排気孔３２、３０などを形成してもよいし、複数の排気溝３３について共通の排気孔３２、３０を形成してもよい。
【００４２】
軸受部材２０の内部に供給された加圧気体は、その一部は上述したように軸受部材２０を構成する多孔質材料の隙間を介して軸受面２１から、静圧として利用するために噴出される。このように軸受面２１から噴出された加圧気体を、当該軸受面２１と対向する面との間の空間から静圧軸受パッド１１０の外部に排気するために排気孔３０、３２や排気溝３１が形成されている。具体的には、上記空間に供給された加圧気体の一部は、軸受部材２０の軸受面２１に形成された排気溝３３を介して排気孔３２に導入される。排気孔３２に導入された加圧気体は、排気溝３１、排気孔３０を介して、排気孔３０の出口（ハウジング１０の表面のうち、軸受部材２０と接続された部分以外の表面部分であり、図１における排気孔３０の最上部）から排気される。
【００４３】
上述した排気溝３３により、軸受面２１において、図３に示すように、中心部２２と外周部２３との２つの領域に分割される。ここで、たとえば第１の給気溝５１から供給された加圧気体が、第１の給気溝５１の近傍に存在する多孔質材料の隙間を介して、軸受面２１のうち、第１の給気溝５１に対向する領域の近傍から噴出される。このときたとえば、第１の給気溝５１が軸受面２１と対向する領域が、軸受面２１のうち中心部２２であるとすれば、第１の給気溝５１から多孔質材料の隙間を経て軸受面２１に達した加圧気体は、中心部２２から噴出されるが、外周部２３からは噴出されない。軸受面２１を中心部２２と外周部２３との２つの領域に分割させる排気溝３３が、中心部２２の加圧気体が外周部２３から噴出することを抑制するためである。したがって、軸受面２１において、加圧気体を噴出する領域を区画することができる。その結果、軸受面２１から噴出される加圧気体をさらに精密に制御することができる。
【００４４】
排気孔３２は、図１および図３の軸受面２１の概略図に示すように、たとえば軸受部材２０の内部に、軸受部材２０の主表面に沿った方向において、第１の給気溝５１や第２の給気溝５２と同様の同心円を描くように形成されていることが好ましい。しかし、第１の給気溝５１や第２の給気溝５２と同様、排気溝３１および排気溝３３についても、図４に示すように、必ずしも円状である必要はなく、たとえば軸受け部材２０の主表面に沿った方向において三角形状、四角形状、五角形状、あるいは六角形状といった多角形状、もしくは扇形形状など、多種の形状から選択してもよい。
【００４５】
上述したように、軸受面２１に形成された排気溝３３が、軸受面２１を分割することにより形成される、中心部２２と外周部２３との２つの領域は、軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称に配置されることが好ましい。
【００４６】
このようにすれば、軸受面２１において上記直線を中心としてほぼ対称な位置から加圧気体を噴出することができるとともに、当該直線を中心としてほぼ対称な位置から排気溝３３を介して当該加圧気体を回収することができる。このため、軸受部材２０が対向する面に対して静圧軸受パッド１１０の姿勢をより安定させることができる。
【００４７】
なお、図１の断面図において、排気孔３０は、ハウジング１０の凹部１１の主表面の排気溝３１から、ハウジング１０の、軸受部材２０と対向する面と反対側の主表面に向けて、ハウジング１０の主表面に対して垂直に延びている。しかし、排気孔３０は、図１の断面図においてハウジング１０の主表面に対して斜めに延びる構造としてもよい。たとえば、図１の断面図におけるハウジング１０の左右の側面に排気孔３０の出口が存在する構造としてもよい。すなわち、ハウジング１０の表面のうち、軸受部材２０と接続された部分以外の任意の表面部分に出口が存在する構造とすることができる。ただし、排気孔３０の出口から排気する際の、静圧軸受パッド１１０のバランスや浮上量などを安定にほぼ一定に保つためには、排気孔３０の出口は、たとえば軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称となるように形成することが好ましい。
【００４８】
図５は、本発明の実施の形態１の他の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。図６は、図５の線分ＶＩ−ＶＩにおける概略断面図である。なお、以下の説明においては、静圧軸受パッド１１０の主表面に沿った方向および、各給気溝および排気溝は円形状としているが、上述したように他の形状を選択することもできる。
【００４９】
先述した図１および図２に示すように、静圧軸受パッド１１０の場合、たとえば第１の給気溝５１は直径の異なる２本の同心円状の給気溝（図２における同心溝Ａと同心溝Ｂ）がバイパス４９で連結されて１本の第１の給気溝５１を形成している。したがって、たとえば図２における同心溝Ｂに存在する第１の給気管４１から加圧気体が同心溝Ｂに供給されると、加圧気体はバイパス４９を経由して同心溝Ａに達し、連結された第１の給気溝５１の同心溝Ａと同心溝Ｂ、およびバイパス４９のすべての領域に到達する。同様に、たとえば図２における同心溝Ｄに存在する第２の給気管４２から加圧気体が同心溝Ｄに供給されると、加圧気体はバイパス４８を経由して同心溝Ｃに達し、連結された第２の給気溝５２の同心溝Ｃと同心溝Ｄ、およびバイパス４８のすべての領域に到達する。
【００５０】
しかし、図５および図６に示す静圧軸受パッド１２０の場合、第１の給気管４１から加圧気体が供給される第１の給気溝５１、第２の給気管４２から加圧気体が供給される第２の給気溝５２に加えて、第３の給気管４３から加圧気体が供給される第３の給気溝５３、および第４の給気管４４から加圧気体が供給される第４の給気溝５４が配置されている。
【００５１】
図１〜図３に示した静圧軸受パッド１１０の場合、給気溝を構成する同心円溝Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが２本ずつバイパス４８、４９を介して連結されており、同心円溝２本で１組（１本）の給気溝（第１の給気溝５１および第２の給気溝５２）を形成している。しかし、図５および図６に示した静圧軸受パッド１２０は、静圧軸受パッド１１０と同一の同心円直径をそれぞれ有する同心円溝が４本形成されているが、当該同心円溝（給気溝５１〜５４）はバイパスで連結されておらず、独立に第１の給気溝５１、第２の給気溝５２、第３の給気溝５３および第４の給気溝５４を形成している。静圧軸受パッド１１０の場合は実質２本の給気管および給気溝を用いて加圧気体の軸受面２１への供給を制御していたが、静圧軸受パッド１２０の場合は、静圧軸受パッド１１０と類似の構成の給気溝を備えていながら、実質４本の給気管および給気溝を用いて加圧気体の軸受面２１への供給を制御することができる。このため、静圧軸受パッド１２０は、静圧軸受パッド１１０よりもさらに精密に、軸受部材２０の軸受面２１が対向する面に対する静圧軸受パッド１２０の姿勢をバランスよく保つことが可能となる。また、たとえば静圧軸受パッド１２０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量をより厳密に調整することができる。
【００５２】
なお、図５の断面図においても、図１の断面図と同様に、４本の給気管すべてを記入しているが、これは静圧軸受パッド１２０の断面図の構成を容易にするためのものであり、実際にはそれぞれの給気管について、たとえば軸受面２１に沿った方向において延在する方向（角度）がそれぞれ異なっていてもよい（当該方向が図１の断面図に示すように１直線上に揃っていなくてもよい）。なお、図５においては、図を見やすくするために第３の給気管４３および第４の給気管４４の一部を記載していない。
【００５３】
静圧軸受パッド１２０は、以上に述べた点についてのみ、静圧軸受パッド１１０と異なる。すなわち、静圧軸受パッド１２０について、上述しなかった構成や条件、効果などは、すべて静圧軸受パッド１１０に順ずる。
【００５４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。図８は、図７の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。また、図９は、図７の線分ＩＸ−ＩＸにおける概略断面図である。以上の各図を用いて、実施の形態２について以下に説明する。
【００５５】
本発明の実施の形態２に係る静圧軸受パッド１３０は、基本的には本発明の実施の形態１に係る静圧軸受パッド１１０および静圧軸受パッド１２０と同様の態様を備える。しかし、図７に示すように、静圧軸受パッド１３０においては、軸受部材２０に、第１の給気溝５１および第２の給気溝５２と対向する軸受部材２０の一方の主表面（図７における軸受部材２０の上側の主表面）から軸受面２１にまで延在する給気孔が形成されている。図７に示す第１の給気溝５１は第１の給気孔６１に、および第２の給気溝５２は第２の給気孔６２に、連なるように配置されている。
【００５６】
第１の給気管４１および第２の給気管４２によって第１の給気溝５１および第２の給気溝５２に供給された加圧気体は、それぞれ第１の給気溝５１および第２の給気溝５２から軸受面２１にまで延在する第１の給気孔６１、第２の給気孔６２の内部に導入される。そして図７および図８に示すように軸受面２１にまで延在する第１の給気孔６１、第２の給気孔６２を介して、加圧気体は流通する。そして、図８に示す軸受面２１における第１の給気孔６１、第２の給気孔６２の出口から、被支持体を支持する静圧として利用するための加圧気体が噴出される。第１の給気溝５１から供給される加圧気体は第１の給気孔６１から、第２の給気溝５２から供給される加圧気体は第２の給気孔６２から１対１で噴出される構成となっている。なお、図８に示すように、第１の給気孔６１および第２の給気孔６２はそれぞれ軸受面２１において同心円状（円周状）に配置されている。
【００５７】
本発明の実施の形態１に係る静圧軸受パッド１１０および静圧軸受パッド１２０において、軸受部材２０の内部に供給された加圧気体は、軸受部材２０を形成する多孔質の隙間を介して軸受面２１から噴出される。つまり、上記静圧軸受パッド１１０、１２０は多孔質絞り方式の静圧軸受パッドである。これに対して、本発明の実施の形態２に係る静圧軸受パッド１３０において、軸受部材２０の内部に供給された加圧気体は、軸受部材２０の内部に形成された第１の給気孔６１、第２の給気孔６２を介して軸受面２１から噴出される。つまり、静圧軸受パッド１３０は自成絞り方式の静圧軸受パッドとなっている。このように、軸受部材２０の多孔質の隙間の代わりに、軸受部材２０の内部に形成した給気孔を介して軸受面２１から加圧気体を噴出することも可能である。このようにすれば、軸受部材２０の内部に形成した給気孔を介して軸受面２１に到達した加圧気体のみが噴出されるので、給気孔の形成の仕方次第（給気孔のサイズや形状、配置）で加圧気体が被支持体を支持する圧力を調整することができる。
【００５８】
なお、静圧軸受パッド１３０を構成する軸受部材２０については、第１の給気孔６１、第２の給気孔６２を用いて加圧気体を供給するため、軸受部材２０を構成する材料が必ずしも多孔質材料である必要はない。ただし、仮に軸受部材２０を構成する材料として静圧軸受パッド１１０、１２０と同様の多孔質材料を用いる場合は、第１の給気孔６１、第２の給気孔６２以外の領域に存在する多孔質の隙間や、軸受面２１に存在する多孔質の隙間を、たとえば樹脂などの充填材を用いて充填・封止することが好ましい。このようにすれば、第１の給気孔６１、第２の給気孔６２以外の軸受面２１上の任意の箇所から加圧気体が噴出し、先述した静圧や浮上量などの制御が困難になる状況が発生することを防止できる。
【００５９】
図７および図８に示すように複数個形成された第１の給気孔６１、第２の給気孔６２は、軸受面２１において、軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称に配置されることが好ましい。このようにすれば、給気孔６１、６２から噴出される加圧気体は、軸受面２１において上記直線に対して対称な位置から噴出する。したがって、噴出する加圧気体の圧力分布を、軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称にすることができるため、静圧軸受パッド１３０の軸受部材２０の軸受面２１について、当該軸受面２１と対向する面に対する位置を安定させることができる（軸受面２１と当該面との間の隙間が局所的に狭くなる可能性を低減できる）。その結果、静圧軸受パッド１３０は被支持体を安定に支持できる。また、たとえば静圧軸受パッド１３０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量を軸受面２１全体について均一に保つことが容易になる。
【００６０】
ただし、静圧軸受パッド１３０の場合、たとえば先述した静圧軸受パッド１１０のように、給気溝から軸受部材に供給された加圧気体が、軸受部材２０を構成する多孔質材料の隙間を経て軸受面２１に到達する構成とはなっていない。したがって、第１の給気溝５１や第２の給気溝５２の配置は、軸受面２１から噴出される加圧気体の加圧分布とほぼ無関係である。このため、静圧軸受パッド１３０においては、第１の給気溝５１や第２の給気溝５２が、必ずしも軸受面２１の面積重心を通る直線に関して対称に配置されていなくてもよい。
【００６１】
また、静圧軸受パッド１３０においては、たとえば図８に示す軸受面２１における複数個の第１の給気孔６１および第２の給気孔６２の面積をそれぞれ互いに±１０％以上変更してもよい。なお、ここで±１０％とは、第１の給気孔６１と第２の給気孔６２のうち面積の小さい方を基準として、２種類の給気孔６１、６２の面積の差のパーセントの値が±１０であることを意味する。
【００６２】
たとえば、図８の軸受面２１には中心部２２に６個の第１の給気孔６１と、外周部２３に１２個の第２の給気孔６２とが形成されている場合、たとえば６個の第１の給気孔６１と、１２個の第２の給気孔６２とのそれぞれの直径（孔の直径）を変更するなどの方法により、軸受面２１における第１の給気孔６１と第２の給気孔６２との面積を変更する。このようにすれば、たとえば第１の給気溝５１および第２の給気溝５２に供給される加圧気体の圧力が同じであっても、第１の給気孔６１を介して軸受面２１に供給される加圧気体の圧力と、第２の給気孔６２を介して軸受面２１に供給される加圧気体の圧力とを変更できる。したがって、上述した方法を用いても、加圧気体が被支持体を支持する圧力の調整の自由度を大きくすることができる。
【００６３】
なお、たとえば１２個の第２の給気孔６２のうち、たとえば図８に示すＥ、Ｆ、ＧおよびＨの４個の第２の給気孔６２のみ、上述したように軸受面２１における面積を変更してもよい。このように、同一の給気溝と連通する複数個の給気孔の一部のみの面積を変更してもよい。ただしこの場合、上述したＥ、Ｆ、ＧおよびＨのように、面積を変更するために選択する給気孔は、互いに軸受面２１の面積重心に関して対称に配置されるよう選択することが好ましい。したがってたとえばＥとＧのみの面積を変更することも可能である。ただし、いずれにおいても、面積を変更する給気孔の面積はすべて等しいことが好ましい。以上のようにすれば、静圧軸受パッド１１０の軸受部材２０の軸受面２１は、対向する面に対する姿勢をバランスよく保つことが可能となる。また、たとえば静圧軸受パッド１１０の、軸受面２１の対向する面に対する浮上量を調整する際の自由度を大きくできる。
【００６４】
また、図８においては、第１の給気孔６１および第２の給気孔６２の軸受面２１における出口の形状は円形としている。しかし、当該形状は必ずしも円形である必要はない。たとえば三角形状や四角形状などの多角形状、あるいは他の任意の形状を採用することができる。
【００６５】
さらに、第１の給気孔６１および第２の給気孔６２の軸受面２１における出口付近の領域に、たとえばある一定深さのザグリ穴を設けたポケットや、出口を形成する孔から周囲にある幅を持って広がる溝を設けてもよい。これらのポケットや溝を設けることにより、第１の給気孔６１および第２の給気孔６２の軸受面２１における出口付近の圧力気体をポケットや溝を形成した部分に拡散させることにより、当該出口付近の圧力分布を変更することができる。
【００６６】
本発明の実施の形態２は、以上に述べた点についてのみ、本発明の実施の形態１と異なる。すなわち、本発明の実施の形態２に関して上述しないたとえば構成や条件、手順や効果などは、すべて本発明の実施の形態１に順ずる。したがって、静圧軸受パッド１３０においては、たとえば図９に示すように第１の給気溝５１および第２の給気溝５２が、互いにたとえば先述したバイパス４８（図１参照）などで連結されない１本の同心溝で形成された構成としている。しかしたとえば、図１の静圧軸受パッド１１０のように２本の同心溝Ａと同心溝Ｂとをバイパス４９で連結させて１本とした第１の給気溝５１を備えたハウジング１０に対して、静圧軸受パッド１３０のように自成絞り方式とするための給気孔を備えた軸受部材２０を配置させた構成の静圧軸受パッドとしてもよい。または、図２の静圧軸受パッド１２０のように、４本の互いに連結しない給気溝を備えたハウジング１０に対して、静圧軸受パッド１３０のように自成絞り方式とするための給気孔を備えた軸受部材２０を配置させた構成の静圧軸受パッドとしてもよい。
【００６７】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。図１１は、図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける概略断面図である。また、図１２は、図１０の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。以上の各図を用いて、実施の形態３について以下に説明する。
【００６８】
本発明の実施の形態３に係る静圧軸受パッド１４０は、基本的には本発明の実施の形態２に係る静圧軸受パッド１３０と同様の態様を備える、自成絞り方式の静圧軸受パッドである。しかし、図１０および図１１に示すように、静圧軸受パッド１４０においては、図１１の各給気溝のうち外側の（同心円の直径が大きい）第１の給気溝５１がなす同心円の外周、および第２の給気溝５２がなす同心円の内周に６箇所ずつ、溝を歯車の歯状に突出させた領域（図１１における領域Ｉ〜Ｔ）が形成されている。そして、第１の給気溝５１、第２の給気溝５２のうち、上述したＩ〜Ｔのそれぞれの領域から、軸受面２１まで延在する第１の給気孔６１、第２の給気孔６２が形成されている。図１１のＩ〜Ｔのそれぞれの領域から延在する各給気孔は、軸受面２１における加圧気体の噴出する出口である、図１２におけるＩ’〜Ｔ’のそれぞれの給気孔まで連通する。図１２の軸受面２１の概略図には、各第１の給気孔６１、第２の給気孔６２、および図１０、図１１に示す第３の給気溝５３から形成される第３の給気孔６３が記載されている。
【００６９】
図１２に示す静圧軸受パッド１４０の軸受面２１の構成は、先述した図８に示す静圧軸受パッド１３０の軸受面２１の構成と同様である。給気孔の参照番号が異なるが、たとえば図８における第２の給気孔６２のＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、図１２における第１の給気孔６１（第２の給気孔６２）のＩ’、Ｌ’、Ｏ’、Ｒ’と同様の態様である。しかし、本発明の実施の形態２における静圧軸受パッド１３０の軸受面２１における各給気孔については、たとえば図８の、軸受面２１の外周部２３に存在する１２個の給気孔はすべて第２の給気孔６２として、第２の給気管４２および第２の給気溝５２を介して供給された加圧気体が供給される。これに対して、本発明の実施の形態３における静圧軸受パッド１４０の軸受面２１の外周部２３に存在する１２個の給気孔（図１２中のＩ’〜Ｔ’）は、Ｉ’、Ｋ’、Ｍ’、Ｏ’、Ｑ’およびＳ’がそれぞれ図１１に示す第１の給気溝５１の領域Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｏ、ＱおよびＳを起点とする第１の給気孔６１である。またＪ’、Ｌ’、Ｎ’、Ｐ’、Ｒ’およびＴ’がそれぞれ図１１に示す第２の給気溝５２のＪ、Ｌ、Ｎ、Ｐ、ＲおよびＴを起点とする第２の給気孔６２である。
【００７０】
このようにすれば、軸受面２１上に多数形成された自成絞り方式の給気孔のうち、加圧気体を噴出させる給気孔として選択する個数を容易に制御することができる。たとえば、静圧軸受パッド１３０の場合は、第２の給気管４２から加圧気体を供給すれば、図８の軸受面２１の外周部２３に存在する１２個の第２の給気孔６２すべてから加圧気体が噴出される。これに対して、静圧軸受パッド１４０の場合は、第２の給気管４２のみから加圧気体を供給すれば、図１２の軸受面２１の外周部２３に存在する１２個の給気孔のうち６個（Ｊ’、Ｌ’、Ｎ’、Ｐ’、Ｒ’およびＴ’）のみから加圧気体が噴出される。また、第１の給気管４１のみから加圧気体を供給すれば、図１２の軸受面２１の外周部２３に存在する１２個の給気孔のうち６個（Ｉ’、Ｋ’、Ｍ’、Ｏ’、Ｑ’およびＳ’）のみから加圧気体が噴出される。したがって、加圧気体が噴出されることによる静圧や浮上量などの制御をより容易に行なうことができる。
【００７１】
なお、本発明の実施の形態３においても、先述した本発明の実施の形態２のように、たとえば図１２に示す軸受面２１における複数個の第１の給気孔６１および第２の給気孔６２の面積をそれぞれ互いに±１０％以上変更してもよい。このとき、当該面積を変更する給気孔は、軸受面２１の面積重心に関して対称となるように選択することが好ましい。また、圧力分布を調整するためのポケットや溝を、当該給気孔の軸受面２１における出口付近の領域に設けてもよい。
【００７２】
本発明の実施の形態３は、以上に述べた点についてのみ、本発明の実施の形態１または２と異なる。すなわち、本発明の実施の形態３に関して上述しないたとえば構成や条件、手順や効果などは、すべて本発明の実施の形態１または２に順ずる。
【００７３】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態１〜３に係る静圧軸受パッドを用いた直動案内装置の態様を示す概略断面図である。図１３を参照して、本発明の静圧軸受パッドを備えた直動案内装置を説明する。
【００７４】
図１３に示す直動案内装置１５０は、たとえばフォトリソグラフィーを行なう半導体露光装置の一部である。土台１２５の一方の主表面上（図１３における上側）に、たとえば図１３における紙面の奥行き方向に沿った方向に、図１３において図示しないモータやエンコーダ、コントローラを用いて移動を制御することができる可動テーブル１００や、静圧軸受パッドを安定な位置に配置するための基準となる案内部材１０８が設置されている。可動テーブル１００には、位置制御対象物であるワーク１３５（たとえば半導体ウェハの表面上に素子を形成するためのフォトリソグラフィーを行なう場合における露光対象となる基板および当該基板ホルダなど）が搭載されている。
【００７５】
ワーク１３５の質量が変動しても、案内部材１０８の主表面に対する可動テーブル１００の配置を安定に保ちながら可動テーブル１００を支持するために、静圧軸受パッド１１０（図１３においては例として静圧軸受パッド１１０を記入しているが、たとえば静圧軸受パッド１２０、１３０、１４０であってもよい）が配置されている。
【００７６】
図１３に示すように、可動テーブル１００において案内部材１０８と対向する各面上に静圧軸受パッド１１０を配置する。なお、静圧軸受パッド１１０のハウジング１０（図１参照）の、軸受部材２０（図１参照）と対向する主表面（凹部１１（図１参照））と反対側の主表面（裏面）が、ボールスタッド１０６を介して可動テーブル１００の各面と接続されている。このようにすれば、可動テーブル１００の主表面のなす方向に対する静圧軸受パッド１１０の主表面の方向（軸受面の方向）を可変とすることができる。なお、ボールスタッド１０６は、静圧軸受パッド１１０のハウジング１０の裏面に取り付けられており、その取り付け位置は軸受面の面積重心付近を通り軸受面にほぼ直交する直線と、ハウジング１０の裏面とが交差する位置の近傍に配置されることが好ましい。このようにすれば、静圧軸受パッド１１０を可動テーブル１００に対して安定に取り付けることができ、静圧軸受パッド１１０が軸受面２１から不要なモーメント荷重を受けることを抑制することができる。
【００７７】
この状態でたとえば当該直動案内装置１５０を稼動すると、ワーク１３５を搭載した可動テーブル１００は、可動テーブル１００を駆動するためのモータコイル部１４５およびモータマグネット部１４２の可動方向に沿って、紙面の奥行き方向に移動する。このとき、センサ１４１によっても可動テーブル１００の位置を随時確認するが、可動テーブル１００の主表面上に取り付けられた静圧軸受パッド１１０が、対向する案内部材１０８の主表面に対する浮上量を調整したり、軸受面２１が対向する案内部材１０８の主表面に沿った方向となるよう、可動テーブル１００の配置をバランスよく保つ役割を果たす。ここで、たとえばワーク１３５の質量が変動しても、静圧軸受パッド１１０は軸受面２１と案内部材１０８の主表面との間の静圧を調整する（静圧軸受パッド１１０に供給される加圧気体の圧力を変更したり、第１および第２の給気溝５１、５２（図１参照）への加圧気体の供給の有無を制御したりする）ことにより、静圧軸受パッド１１０が、対向する案内部材１０８の主表面に対する浮上量を調整することができる。このようにして、静圧軸受パッド１１０は被支持体である、可動部（図１３における可動テーブル１００）または固定部を支持する。
【００７８】
（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態１〜３に係る静圧軸受パッドと同様の静圧軸受パッドを用いた回転案内装置の態様を示す概略断面図である。図１４を参照して、本発明に従った静圧軸受パッドを備えた回転案内装置を説明する。
【００７９】
図１４では、回転案内装置２５０として、一例としてのＣＴスキャナの構成を示している。図１４に示す回転案内装置（ＣＴスキャナ）は非回転部２０１と、回転体としての回転軸２０２とを備える。そしてこの非回転部２０１に固定された複数の静圧軸受パッド２０３が、回転軸２０２を支持する。静圧軸受パッド２０３は回転案内装置２５０用なので、たとえば軸受部材２０（図１参照）が回転軸２０２の外周面に沿った形状となるよう、軸受部材２０の主表面（軸受面２１）が曲面形状となっているといった点では、上記した本発明の各実施の形態に示す静圧軸受パッドとは異なる。しかし、静圧軸受パッド２０３においても、上記した本発明の各実施の形態に示す静圧軸受パッドと同様の原理にて、軸受部材２０の軸受面２１（図１参照）から加圧気体が噴出され、回転軸２０２の外周面を非接触で支持することができる。図１４に示すように、静圧軸受パッド２０３は、回転軸２０２の外周面上の５箇所に配置されている。このように、回転軸２０２の外周面上の多方向から、静圧軸受パッド２０３から噴出する加圧気体により、回転軸２０２は軸方向および半径方向において非接触支持されている。そのため、回転軸２０２の静粛な高速運転が可能である。
【００８０】
そして、静圧軸受パッド２０３についても、上記した本発明の各実施の形態に示す静圧軸受パッドと同様に、回転軸２０２の質量に応じて、静圧軸受パッド２０３から噴出する加圧気体を調整する。このようにすれば、回転軸２０２の外周面に対する浮上量や、回転軸２０２の外周面と静圧軸受パッド２０３の軸受面との間の静圧を調整することが可能である。
【００８１】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、被支持体の質量の変化に応じて静圧を制御することにより、被支持体の質量に関わらず安定に支持する技術として、特に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。
【図３】図１の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。
【図４】主表面に沿った方向の形状が四角形状である静圧軸受パッドの、図２に対応する概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１の他の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。
【図６】図５の線分ＶＩ−ＶＩにおける概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。
【図８】図７の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。
【図９】図７の線分ＩＸ−ＩＸにおける概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３の一の局面に係る静圧軸受パッドの構成を示す概略断面図である。
【図１１】図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける概略断面図である。
【図１２】図１０の軸受面の主表面の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の実施の形態１〜３に係る静圧軸受パッドを用いた直動案内装置の態様を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１〜３に係る静圧軸受パッドと同様の静圧軸受パッドを用いた回転案内装置の態様を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  ハウジング、１１  凹部、２０  軸受部材、２１  軸受面、２２  中心部、２３  外周部、３０  排気孔、３１  排気溝、３２  排気孔、３３  排気溝、４１  第１の給気管、４２  第２の給気管、４３  第３の給気管、４４  第４の給気管、４８  バイパス、４９  バイパス、５１  第１の給気溝、５２  第２の給気溝、５３  第３の給気溝、５４  第４の給気溝、６１  第１の給気孔、６２  第２の給気孔、６３  第３の給気孔、７１  継ぎ手、７２  継ぎ手、７３  エアチューブ、７４  エアチューブ、１００  可動テーブル、１０６  ボールスタッド、１０８  案内部材、１１０  静圧軸受パッド、１２０  静圧軸受パッド、１２５  土台、１３０  静圧軸受パッド、１３５  ワーク、１４０  静圧軸受パッド、１４１  センサ、１４２  モータマグネット部、１４５  モータコイル部、１５０  直動案内装置、２０１  非回転部、２０２  回転軸、２０３  静圧軸受パッド、２５０  回転案内装置。
【図１】
2010096311.tif 000003
【図２】
2010096311.tif 000004
【図３】
2010096311.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010096311.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010096311.tif 000009
【図８】
2010096311.tif 000010
【図９】
2010096311.tif 000011
【図１０】
2010096311.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010096311.tif 000014
【図１３】
2010096311.tif 000015
【図１４】
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