(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、案内方向に延びるガイド部材と、当該ガイド部材に沿って前記案内方向に移動可能であり、前記基台の基準面の上方に所定間隔をあけた状態で、当該基準面に対して下面が平行となるように配置された可動体と、当該可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、を備えた静圧気体軸受直線案内装置であって、
前記空気軸受部を、前記ガイド部材を挟み込むように当該ガイド部材の両側と、前記可動体の下面の幅方向の両側とにそれぞれ配置し、
前記ガイド部材は、前記案内方向に沿って互い違いに配置された二つの部材を備えて構成されてなるとともに、当該二つの部材を、前記可動体の幅方向中心に対して、互いに逆方向で平行に偏位させ、かつ前記可動体の前記幅方向の略中心付近に置き、さらに、互いに平行に所定の間隔をおいて重なるように前記案内方向に沿って配置した、静圧気体軸受直線案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高精度な加工装置及び測定装置、半導体製造や検査装置などにおいて、試料、工具、検出器などを高い位置決め精度をもって移動させることが可能な静圧気体軸受直線案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静圧気体軸受直線案内装置は、一般に、案内方向に延びるガイドレールと、このガイドレールの上側に跨がるように配置され且つ前記案内方向に移動可能な可動体と、この可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、を備えて構成されている。
【０００３】
このような静圧気体軸受直線案内装置としては、例えば、図５に示すように、基台５０の上面に対し幅方向（案内方向に直交する水平方向）に所定距離を開けて一対のガイドレール５１を設け、その各ガイドレール５１の外側面及び下面に対向する対向部５２を可動体であるテーブル５５の下部の幅方向両端部にそれぞれ設けて、そのガイドレール５１の外側面と対向部５２との間に、水平方向を支持する空気軸受部５３をそれぞれ配置すると共に、その水平方向の空気軸受部５３よりも幅方向内側位置である前記各々のガイドレール５１の上面位置及び下面位置に上下方向を支持する空気軸受部５４を配置したものがある。
【０００４】
また、前述した静圧気体軸受直線案内装置の変形として、案内方向に沿って１本のガイドレールを設けたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、可動体の大型化や長ストローク化に対応するために、静圧気体軸受直線案内装置を従来の構造のまま大きくすると、ガイドレールがその大きさに比例して長くなり、ガイドレールの精度が維持できなくなる虞がある。また、このような長いガイドレールの製造は極めて困難である。
【０００６】
例えば、長いガイドレールをセラミックスで構成する場合は、大きな焼成炉がないために、焼成を行うことができない可能性もある。また、仮に大きな焼成炉があったとしても、歩留まりが悪くなったり、加工が困難になるという虞もある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、必要最低限の長さを備えたガイド部材を使用しても、可動体の大型化や長ストローク化を実現することが可能な静圧気体軸受直線案内装置を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的を達成するため、本発明は、基台と、案内方向に延びるガイド部材と、当該ガイド部材に沿って前記案内方向に移動可能であり、前記基台の基準面の上方に所定間隔をあけた状態で、当該基準面に対して下面が平行となるように配置された可動体と、当該可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、を備えた静圧気体軸受直線案内装置であって、前記空気軸受部を、前記ガイド部材を挟み込むように当該ガイド部材の両側と、前記可動体の下面の幅方向の両側とにそれぞれ配置し、前記ガイド部材は、前記案内方向に沿って互い違いに配置された二つの部材を備えて構成されてなるとともに、当該二つ部材を、前記可動体の幅方向中心に対して、互いに逆方向で平行に偏位させ、かつ前記可動体の前記幅方向の略中心付近に置き、さらに、互いに平行に所定の間隔をおいて重なるように前記案内方向に沿って配置した、静圧気体軸受直線案内装置を提供するものである。
【０００９】
この構成を備えた静圧気体軸受直線案内装置は、複数の部材によってガイド部材を形成するため、すなわち、長ストロークのガイド部材は、長さの短いガイド部材を継ぎ足して（組み合わせて）形成することができる。このため、必要最低限の長さを備えたガイド部材を使用しても、最終的には長いガイド部材として使用でき、可動体の大型化や長ストローク化が実現可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態に係る静圧気体軸受直線案内装置について図面を参照して説明する。請求項に記載された発明の実施形態を後述の実施の形態２として説明する。後述の実施の形態１は実施の形態２を理解するための参考として参照されたい。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置の平面図、図２は、図１のII−II断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置は、上面に水平な基準面１ａを備え且つ案内方向に延びる基台１と、基台１の上面１ａの幅方向（案内方向に垂直な方向）の略中央部に設けられたガイド部材２と、ガイド部材２に案内されて移動する可動体としてのテーブル３と、テーブル３を支持・案内する水平方向空気軸受部５ａ〜５ｄ及び上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆと、を備えて構成されている。
【００１３】
ガイド部材２は、断面長方形の２本のレール部材２ａ及び２ｂから構成されている。このレール部材２ａ及び２ｂは、基準面１ａの案内方向に沿って一直線上に継ぎ足して配置されている。両レール部材２ａ及び２ｂをこのように配置することによって、結果として、案内方向に長いガイド部材２（長さ＝レール部材２ａの案内方向の長さ＋レール部材２ｂの案内方向の長さ）が形成されることになる。このため、必要最低限の長さを備えたレール部材２ａ及び２ｂを使用しても、最終的には長いガイド部材２として使用することができ、テーブル３の大型化や、長ストローク化を簡単に実現可能とすることができる。このレール部材２ａ及び２ｂは、底面（基準面１ａ側）と、左右側面の計３面が真直、平面で、平行、直角精度が良好に設定されている。
【００１４】
テーブル３は、基台１の基準面１ａの上方に所定間隔をあけた状態で、基準面１ａに対して下面が平行となるよう配置されている。テーブル３の下面の案内方向一端部（図２では左側端部）には、レール部材２ａと所定の間隔をあけて且つレール部材２ａを挟むように、一対の水平方向空気軸受部５ａ及び５ｂが対向配置されている。一方、テーブル３の下面の案内方向他端部（図２では右側端部）には、レール部材２ｂと所定の間隔をあけて且つレール部材２ｂを挟むように、一対の水平方向空気軸受部５ｃ及び５ｄが対向配置されている。
【００１５】
水平方向空気軸受部５ａ〜５ｄは、レール部材２ａ及び２ｂに対向する面に、レール部材２ａ及び２ｂに水平に空気を吹き出す空気穴が形成されている。この空気穴からレール部材２ａ及び２ｂに対し空気を吹き出すことで、レール部材２ａ及び２ｂとの間に水平方向空気軸受が形成され、テーブル３は、レール部材２ａ及び２ｂに対し、水平方向に支持される。このように、水平方向空気軸受部５ａ〜５ｄは、レール部材２ａ及び２ｂを挟み込むようにレール部材２ａ及び２ｂの両側に対向して配置されているため、レール部材２ａ及び２ｂに対して偏った力がかからないため、レール部材２ａ及び２ｂ（ガイド部材２）の変形を低減することができる。
【００１６】
また、テーブル３の下面の幅方向両端部には、案内方向に沿って、各々３つの上下方向空気軸受部６ａ〜６ｃと６ｄ〜６ｆが、互いに所定の間隔をおいて設置されている。
【００１７】
上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆは、その下面に基準面１ａに向けて空気を吹き出す空気穴が形成されている。この空気穴から基準面１ａに空気を吹き出すことで、テーブル３の下面と基準面１ａとの間に上下方向空気軸受が形成され、テーブル３は、基準面１ａ対して上下方向に支持される。また、空気穴から吹き出される空気の圧力は、各上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆに対しそれぞれ独立に設定することができるようになっている。このため、例えばテーブル３の変形によって、上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆと、基準面１ａとの間の隙間が変化しても、前記空気の給気圧力を調整することで微調整ができるようになっている。この上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆは、テーブル３が大型化し、テーブル３の質量が大きくても、テーブル３の自重と空気軸受浮上力とのバランスをとることができる「自重バランス型」の軸受である。
【００１８】
なお、この静圧気体軸受直線案内装置には、特に図示しないが、テーブル３の移動を行う公知の駆動装置が設けられている。
【００１９】
この静圧気体軸受直線案内装置が作動する際は、上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆの空気穴から空気を基準面１ａに向けて吹き出し、これによってテーブル３は、基準面１ａに対して上下方向に浮上支持されて水平となる。また、水平方向空気軸受部の空気穴から空気をガイド部材２に向けて吹き出し、これによってテーブル３は、幅方向の位置決めがなされている。このテーブル３は、図示しない駆動装置によって駆動され、ガイド部材２に沿って直線移動する。
【００２０】
この移動に際して、テーブル３は、その上下方向の支持が各々の上下方向空気軸受部６ａ〜６ｆによって独立して制御されるため、基準面１ａに対して常に水平方向に安定して維持される。また、このテーブル３は、水平方向空気軸受部５ａ〜５ｄによって、ガイド部材２に対して偏った力がかからないため、スムーズな移動が行われる。
【００２１】
なお、実施の形態１では、２本のレール部材２ａ及び２ｂによって、ガイド部材２を構成した場合について説明したが、これに限らず、ガイド部材は、３本以上のレール部材によって構成してもよい。
【００２２】
また、実施の形態１では、一対の水平方向空気軸受部を２個所配置した場合について説明したが、これに限らず、一対の水平方向空気軸受部の設置数及び設置箇所は、テーブルのサイズや、ストロークの長さなどに応じて任意に決定することができる。
【００２３】
そしてまた、実施の形態１では、上下方向空気軸受部をテーブルの幅方向両側に各々３個づつ、合計６個設置した場合について説明したが、これに限らず、上下方向空気軸受部の設置数及び設置箇所は、テーブルのサイズや、ストロークの長さなどに応じて任意に決定することができる。
【００２４】
また、ガイド部材の剛性を向上させるために、磁気吸引力や、真空吸引力などの吸引バランス型の軸受を併用してもよい。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置について図面を参照して説明する。
【００２６】
図３は、実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置の平面図、図４は、図３のIV−IV断面図である。
【００２７】
なお、実施の形態２では、実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略した。
【００２８】
実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置の、実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置との異なる点は、２本のレール部材を案内方向に沿って互い違いに配置した点と、これによって水平方向空気軸受部を配置する位置を変えた点である。
【００２９】
図３及び図４に示すように、実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置は、テーブル３の幅方向中心に対し、レール部材２ａが平行に偏位し、レール部材２ｂがレール部材２ａとは逆方向且つテーブル３の幅方向中心に対し平行に偏位した構成を備えている。このレール部材２ａ及び２ｂは、テーブル３の略中心付近で、互いに平行に所定の間隔をおいて重なるよう案内方向に沿って配置されている。
【００３０】
この構成を備えた静圧気体軸受直線案内装置も実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置と同様にテーブル３が移動する。
【００３１】
このように、実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置は、レール部材２ａ及び２ｂが、テーブル３の略中心付近で、互いに平行に所定の間隔をおいて重なるよう案内方向に沿って配置されているため、この重なった分だけ基台１の全長を短くすることができる。また、この重なりの部分の長さは、調整することができるため、市販されている規定の長さのレール部材を自由に組み合わせることもできる。
【００３２】
なお、実施の形態２においても、レール部材、水平方向空気軸受部及び上下方向空気軸受部の設置数は、所望により決定することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る静圧気体軸受直線案内装置は、ガイド部材が、前記案内方向に沿って配置された複数の部材からなるため、必要最低限の長さを備えたガイド部材を組み合わせて、または一直線上に継ぎ足して、最終的には長いガイド部材として使用することができる。この結果、精度の低下や製造上の困難を伴うことなく、可動体の大型化や長ストローク化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置の平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る静圧気体軸受直線案内装置の平面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】従来の静圧気体軸受直線案内装置の側面図である。
【符号の説明】
１ 基台
１ａ 基準面
２ ガイド部材
２ａ、２ｂ レール部材
３ テーブル
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 水平方向空気軸受部
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ 上下方向空気軸受部
【図１】
0003909625.tif 000002
【図２】
0003909625.tif 000003
【図３】
0003909625.tif 000004
【図４】
0003909625.tif 000005
【図５】
0003909625.tif 000006