(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平台上で摩擦なしに運動する運動台を支持するために用いられる、別体式気体浮上装置であって、
気体浮上装置板と、
前記気体浮上装置板の底部に配置された気体浮上構造と、
前記気体浮上装置板上に設けられた真空クランプ構造と、
を備え、
前記真空クランプ構造と前記気体浮上装置板は、別体として結合し、
前記真空クランプ構造と前記気体浮上装置板との結合点と、前記気体浮上構造の中心と、は前記平台に対して垂直な同一直線上にある、
別体式気体浮上装置。
【請求項２】
請求項１に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空クランプ構造の底面がある位置は、前記気体浮上装置板の底面がある位置よりも高い、
別体式気体浮上装置。
【請求項３】
請求項１に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空クランプ構造は、真空板と真空板固定枠を含み、
前記真空板は、前記真空板固定枠の底端に設けられ、
前記真空板固定枠と前記気体浮上装置板は結合しており、
前記真空板と前記気体浮上装置板の間に真空室が形成されている、
別体式気体浮上装置。
【請求項４】
請求項３に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空板と前記気体浮上装置板との間に、前記真空室をシールするのに用いられるシーリングが配置されている、
別体式気体浮上装置。
【請求項５】
請求項４に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空板固定枠は、前記真空板固定枠と前記気体浮上装置板との間の距離を調整すると共に前記真空板に前記シーリングを圧縮させるための支持調整ネジによって、前記気体浮上装置板と結合している、
別体式気体浮上装置。
【請求項６】
請求項３に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空クランプ構造は、更に、前記真空板固定枠の頂端に配置された蓋板を含む、
別体式気体浮上装置。
【請求項７】
請求項１に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空クランプ構造のエッジに、前記真空クランプ構造を水平面内において位置決めするのに用いられる可撓リードが設けられている、
別体式気体浮上装置。
【請求項８】
請求項７に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記可撓リードは、本体と第１垂直リード、第２垂直リードを含み、
前記第１垂直リードと前記第２垂直リードは前記本体の一側に設けられており、前記第１垂直リードの一端は前記本体に結合され、前記第１垂直リードの他端は前記第２垂直リードの一端に結合されており、
前記本体は前記気体浮上装置板に結合されており、前記第１垂直リード及び前記第２垂直リードは前記真空クランプ構造に夫々結合されている、
別体式気体浮上装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の別体式気体浮上装置であって、
前記気体浮上装置板の底部の４つの角の夫々に、１つの前記空気浮上構造が設けられている、
別体式気体浮上装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の別体式気体浮上装置であって、
前記真空クランプ構造の４つの角の夫々は、前記気体浮上装置板と結合しており、
１つの結合点と、１つの前記気体浮上構造の中心と、は、前記平台に対して垂直な同一直線上にある、
別体式気体浮上装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミクロ電子機器に関し、特に、別体式気体浮上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体浮上装置は、精密運動台に気体浮上支持を提供して運動台が平台（一般的には大理石の平台）上を摩擦なしに運動するのを保証するための重要な要素であり、気体浮上構造と真空クランプ構造を含んでいる。
【０００３】
図１は、従来技術の方形気体浮上装置を示しており、方形気体浮上装置の気体浮上装置板1の底面の４つの角に気体浮上構造2a,2b,2c,2dが夫々配置されており、中心に真空クランプ構造3が配置されており、気体浮上構造2a,2b,2c,2dと真空クランプ構造3は何れも、気体浮上装置板1を加工することで一体的に形成されている。
【０００４】
図２に示すように、気体浮上装置の動作時、気体浮上構造2a,2b,2c,2dに正圧気体が導入されると、気体浮上装置と平台4の間に気体膜が形成され、もって、気体浮上装置が気体浮上力Nによって支持され、気体浮上装置が平台4上を摩擦なしに運動することが保証され、一方で、その後、真空クランプ構造3に負圧気体が導入されると、気体浮上装置には、気体浮上力Nの方向と反対の方向に、真空クランプ力Fが作用し、気体浮上力N及び真空クランプ力Fを調整することで、気体浮上装置の気体浮上剛性を調整することができる。
【０００５】
上述の気体浮上装置は一体式の気体浮上装置であって、即ち、気体浮上構造と真空クランプ構造が単一の気体浮上装置板を加工することで一体的となっている。一体式の気体浮上装置の特徴は、気体浮上装置の気体浮上剛性を高くしようとすると、気体浮上力Nと真空クランプ力Fを同時に増加させなければならず、また、真空クランプ力Fを増加させると気体浮上装置板1の中部を湾曲させてしまい（図２の鎖線を参照）、気体浮上の膜厚δは一般に数ミクロン〜十数ミクロンしかないので、気体浮上装置板1の湾曲量σが大きすぎると、気体浮上装置板1の中部と平台4が接触し、気体浮上装置が運動すると機械的摩擦が発生し、気体浮上の作用が失われてしまうだろう。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は別体式気体浮上装置を提供することであり、気体浮上構造と真空クランプ構造を分離し、真空クランプ力が作用した際に湾曲して変形してしまい気体浮上領域へ影響するのを回避する。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、平台上で摩擦なしに運動する運動台を支持するために用いられる、別体式気体浮上装置であって、気体浮上装置板と、前記気体浮上装置板の底部に配置された気体浮上構造と、前記気体浮上装置板上に設けられた真空クランプ構造と、を備え、前記真空クランプ構造と前記気体浮上装置板は、別体として結合している、別体式気体浮上装置を提供する。
【０００８】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造と前記気体浮上装置板との結合点と、前記気体浮上構造の中心と、は前記平台に対して垂直な同一直線上にある。
【０００９】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造の底面がある位置は、前記気体浮上装置板の底面がある位置よりも高い。
【００１０】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造は、真空板と真空板固定枠を含み、前記真空板は、前記真空板固定枠の底端に設けられ、前記真空板固定枠と前記気体浮上装置板は結合しており、前記真空板と前記気体浮上装置板の間に真空室が形成されている。
【００１１】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空板と前記気体浮上装置板との間に、前記真空室をシールするのに用いられるシーリングが配置されている。
【００１２】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空板固定枠は、前記真空板固定枠と前記気体浮上装置板との間の距離を調整すると共に前記真空板に前記シーリングを圧縮させるための支持調整ネジによって、前記気体浮上装置板と結合している。
【００１３】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造は、更に、前記真空板固定枠の頂端に配置された蓋板を含む。
【００１４】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造のエッジに、前記真空クランプ構造を水平面内において位置決めするのに用いられる可撓リードが設けられている。
【００１５】
上記別体式気体浮上装置において、前記可撓リードは、本体と第１垂直リード、第２垂直リードを含み、前記第１垂直リードと前記第２垂直リードは前記本体の一側に設けられており、前記第１垂直リードの一端は前記本体に結合され、前記第１垂直リードの他端は前記第２垂直リードの一端に結合されており、前記本体は前記気体浮上装置板に結合されており、前記第１垂直リード及び前記第２垂直リードは前記真空クランプ構造に夫々結合されている。
【００１６】
上記別体式気体浮上装置において、前記気体浮上装置板の底部の４つの角の夫々に、１つの前記空気浮上構造が設けられている。
【００１７】
上記別体式気体浮上装置において、前記真空クランプ構造の４つの角の夫々は、前記気体浮上装置板と結合しており、１つの結合点と、１つの前記気体浮上構造の中心と、は、前記平台に対して垂直な同一直線上にある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の別体式気体浮上装置は、真空クランプ構造と気体浮上装置板が分離されており、真空クランプ構造と気体浮上装置板との結合点と、気体浮上構造の中心と、は平台に対して垂直な同一直線上にあるので、気体浮上装置板に対する真空クランプ力の作用点と、気体浮上構造の中心と、が平台に対して垂直な同一直線上にあり、気体浮上装置板が湾曲して変形してしまうのをことがなく、気体浮上装置の正常動作に影響を与えることがない。
【００１９】
更には、別体式気体浮上装置は、比較的高い気体浮上剛性に対する要求を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の別体式気体浮上装置は、以下の実施例及び添付図によって提供する。
【図１】従来の気体浮上装置の説明図である。
【図２】従来の気体浮上装置の動作原理を示す。
【図３】本発明の別体式気体浮上装置の平面図である。
【図４】本発明の別体式気体浮上装置の説明図である。
【図５】図３のA-A線断面図である。
【図６】本発明の可撓リードの構造の説明図である。
【図７】本発明の別体式気体浮上装置の作動時の原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図３〜７を参照しつつ、本発明の別体式気体浮上装置を詳細に述べる。
【００２２】
本発明の別体式気体浮上装置は、気体浮上装置板と、気体浮上装置板の底部に配置された気体浮上構造と、気体浮上装置板上に設けられた真空クランプ構造と、を備え、真空クランプ構造と気体浮上装置板は別体として結合しており、しかも、真空クランプ構造と気体浮上装置板との結合点と、気体浮上構造の中心と、は平台に対して垂直な同一直線上にあり、真空クランプ構造の底面がある位置は気体浮上装置板の底面がある位置よりも高く、真空クランプ構造の底面と気体浮上装置板の底面の間に真空室が形成されている。
【００２３】
本発明の別体式気体浮上装置は、真空クランプ構造と気体浮上装置板が分離されており、真空クランプ構造と気体浮上装置板との結合点と、気体浮上構造の中心と、は平台に対して垂直な同一直線上にあるので、気体浮上装置板に対する真空クランプ力の作用点と、気体浮上構造の中心と、が平台に対して垂直な同一直線上にあり、気体浮上装置板が湾曲して変形してしまうのをことがなく、気体浮上装置の正常動作に影響を与えることがない。
【００２４】
以下、具体的な実施例を用いて本発明の別体式気体浮上装置を詳細説明する。
【００２５】
実施形態において、別体式の気体浮上装置は、精密運動台の重要な要素である。それは、空気軸受によって支持された運動台を提供し、運動台が摩擦なしに平台（一般的には滑らかな平台）上を運動できるようにする。
【００２６】
図３及び図４に示すように、本実施例の別体式気体浮上装置は気体浮上装置板6を含み、気体浮上装置板6の底部の４つの角夫々に、気体浮上構造2’a,2’b,2’c,2’dが設けられ、気体浮上装置板6上に真空クランプ構造7が設けられている。
【００２７】
気体浮上装置板6を加工することによって気体浮上構造2’a,2’b,2’c,2’dが形成され、即ち、気体浮上構造2’a,2’b,2’c,2’dと気体浮上装置板6は一体である。
【００２８】
真空クランプ構造7は気体浮上装置板6上に設けられ、真空クランプ構造7と気体浮上装置板6は別体として結合している。
【００２９】
図５に示すように、真空クランプ構造7は、真空板12と真空板固定枠9、蓋板10を含んでいる。
【００３０】
真空板12は、真空板固定枠9の底端に設けられている。
【００３１】
真空板固定枠9は、支持調整ネジ8で気体浮上装置板6と結合している。
【００３２】
蓋板10は、真空板固定枠9の頂端に設けられている。
【００３３】
真空板12の底面の位置は、気体浮上装置板6の底面の位置よりも高く、真空板12と気体浮上装置板6の間に真空室13が形成されている。
【００３４】
図５に示すように、真空板12は真空板固定枠9の底端にネジを用いて固定されており、蓋板10はネジを用いて真空板固定枠9の頂端に固定されている。
【００３５】
気体浮上装置板6の上部の中央には階段状の中空構造が形成されており、真空クランプ構造7はこの中空構造内に設けられている。
【００３６】
真空板12と気体浮上装置板6の底端の間に真空室13が形成されており、真空板12と気体浮上装置板6の間に、真空室13に対してシールを行うゴム製シーリング11が設けられている。
【００３７】
図３を併せて参照すると、真空板固定枠9の４つの角夫々は、１つの支持調整ネジ8で、気体浮上装置板6と結合している。
【００３８】
４つの支持調整ネジ8の位置は、夫々、気体浮上装置板6の底部の４つの気体浮上構造2’a,2’b,2’c,2’dの中心O1,O2,O3,O4と、平台4（図７参照）に対して垂直な同一直線上にある。
【００３９】
継続して図５を参照すると、支持調整ネジ8は、真空板固定枠9と気体浮上装置板6の間の距離を調整するのに用いられる。
【００４０】
支持調整ネジ8の調整によれば、真空板固定枠9は気体浮上装置板6に対して相対的に上方へ運動し（即ち、真空板固定枠9と気体浮上装置板6の間の距離が増大し）、真空板固定枠9が上方に運動すると真空板12も一緒に上方へ運動し、真空板12にゴム製シーリング11を圧縮させ、真空室13のシール性を一層保証する。
【００４１】
継続して図３を参照すると、真空板固定枠9は可撓リード5a,5b,5cを採用して水平方向の位置決めを行い、もって、真空クランプ構造7の水平方向並びに水平面内における回転自由度を制限している。
【００４２】
真空板固定枠9は矩形に近似しており、３つの可撓リード5a,5b,5cは夫々真空板固定枠9の３つのエッジ上に設けられている。
【００４３】
３つの可撓リード5a,5b,5cは同一構造であり、図６に示すように、符号5によって３つの可撓リード5a,5b,5cのうち任意の１つを示しており、可撓リード5は本体51と第１垂直リード52、第２垂直リード53を含んでいる。
【００４４】
第１垂直リード52と第２垂直リード53は本体51の同じ側に設けられており、第１垂直リード52の一端が本体51に結合し、第１垂直リード52の他端が第２垂直リード53の一端と結合している。
【００４５】
本体51は気体浮上装置板6と結合しており、第１垂直リード52及び第２垂直リード53は夫々真空板固定枠9と結合している。
【００４６】
図５及び図６に示すように、本体51はネジを用いて気体浮上装置板6上に（垂直方向に）固定されており、第１垂直リード52及び第２垂直リード53には夫々１つの取り付け孔54が設けられており、第１垂直リード52と第２垂直リード53は何れも取り付け孔54を用いて真空板固定枠9と（水平方向に）結合している。
【００４７】
可撓リードは水平方向において高剛性であり、もって、気体浮上装置が精密運動台と共に運動する際に、気体浮上構造と真空クランプ構造が水平方向において相対的に運動することがなく、垂直方向において低剛性のリードであるので、支持調整ネジ8が真空板固定枠9と気体浮上装置板6の間の距離の調整することができる。
【００４８】
以下、図７を参照して、本発明の別体式気体浮上装置の動作原理を説明する。
【００４９】
別体式気体浮上装置の動作時では、気体浮上装置板6は４つの気体浮上構造2’a,2’b,2’c,2’dが生成した気体浮上力Nの作用を受け（各気体浮上構造は何れも気体浮上装置板6に気体浮上力Nを作用させる）、気体浮上力Nの作用点は気体浮上構造の中心であり、方向は平台4に対して垂直の上向きであり、真空室13内に負圧気体を導入すると、真空クランプ構造7は１つの真空クランプ力Fの作用を受け、真空クランプ力Fの作用により、真空クランプ構造7は気体浮上装置板6に対して作用する力を生成し、真空クランプ構造7が４つの支持調整ネジ8を用いて気体浮上装置板6に結合しているので、真空クランプ構造7が気体浮上装置板6に作用させる力は、４つの分力F1,F2,F3,F4に分解することができ、４つの分力F1,F2,F3,F4の作用点と４つの気体浮上構造2a,2b,2c,2dの中心O1,O2,O3,O4は平台4に対して垂直な同一直線上にあり、方向は何れも平台4に対して垂直であって下向きであり、しかもF=F1+F2+F3+F4であり、図７に示すように、気体浮上力Nと分力F1は同じ大きさであり方向は逆であり、作用点は平台4に対して垂直な同一直線上にあり、もって、気体浮上装置板6は湾曲して変形することがない。
【００５０】
可撓リード5a,5b,5cの垂直方向における可撓性は、４つの分力F1,F2,F3,F4の作用点と、４つの気体浮上構造2a,2b,2c,2dの中心O1,O2,O3,O4とが、平台4に対して垂直な同一直線上にあることを保証することができる。
【００５１】
真空板12は真空クランプ力Fの作用によってその中部が（図７で破線で示すように）湾曲するだろうが、しかし、真空板12の湾曲量εが真空板12（湾曲前の真空板12）と平台4の間の距離γよりも小さく設定しさえすれば、真空板12が湾曲しても気体浮上装置に対して影響を及ぼさず、また、距離γは気体浮上装置の設計によって完全に保証することができる。
【００５２】
本発明の別体式気体浮上装置は、気体浮上構造と真空クランプ構造が分離されており、気体浮上装置板に対する真空クランプ力の作用点が気体浮上構造の中心にあるので、真空クランプ力を増加させて更に高い気体浮上剛性を獲得しようとしても、気体浮上装置板は湾曲せず、気体浮上装置の正常な動作を保証することができる。
【００５３】
本発明の別体式気体浮上装置は、比較的高い気体浮上剛性に対する要求を満足させることができる。
【図１】
0005707515.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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