(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な左右一対の案内面を有する第１ガイド部材と、
第１ガイド部材の下面に面した案内面を有する第２ガイド部材と、
左右方向には、左右一対の空気軸受によって第１ガイド部材の案内面に非接触支持され、上下方向には、第１ガイド部材の上面および下面と充分な隙間を保ち、第２ガイド部材の案内面に非接触支持されるスライド部材と、
スライド部材をスライド駆動するリニアモータとを備え、
リニアモータは、ベース上に固定されたリニアモータマグネットと、スライド部材に装着されたリニアモータコイルとを備えていると共に、磁性材からなる第２ガイド部材をヨークとして、第２ガイド部材とリニアモータマグネットとの間に形成される磁気回路内にリニアモータコイルが配されているエアスライド装置。
【請求項２】
スライド部材が、空気軸受の軸受力と吸引用マグネットの磁気吸引力および自重とのバランスによって第２ガイド部材の案内面に非接触支持される請求項１記載のエアスライド装置。
【請求項３】
第１ガイド部材の案内面と軸受隙間を介して対向する左右一対の軸受面と、第２ガイド部材の案内面と軸受隙間を介して対向する軸受面と、これら軸受隙間に圧縮空気を供給するためのノズルとが、スライド部材に設けられた請求項１又は２記載のエアスライド装置。
【請求項４】
吸引用マグネットが、第２ガイド部材の案内面と対向する、スライド部材の軸受面に設けられた請求項３記載のエアスライド装置。
【請求項５】
第２ガイド部材が全長にわたってベース上に支持された請求項１、２、３又は４記載のエアスライド装置。
【請求項６】
第２ガイド部材とベースの左右上面に固定されたリニアモータマグネットとの間に左右独立した磁気回路が形成され、各磁気回路内にそれぞれリニアモータコイルが配された請求項１記載のエアスライド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶、プラズマディスプレイ装置、半導体製造装置等の高い位置決め精度、真直度等が要求される装置に使用されるエアスライド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアスライド装置として、四角柱状のガイド部材の上下左右面を案内面として利用し、スライド部材を上下・左右の二対の空気軸受によってスライド自在に非接触支持する構成が知られている（特開平３−３７４１２号、実開平２−６８６７６号）。上下一対の空気軸受の軸受剛性と左右一対の空気軸受の軸受剛性をそれぞれ等しく設定することにより、上下左右のバランスをとり、良好な真直度を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエアスライド装置は、四角柱状のガイド部材の上下左右の四面を案内面として利用しているため、ガイド部材の上下面の平行度、左右面の平行度、上下面と左右面との直角度を全長にわたって高精度に確保する必要があり、製作上、コスト上の理由から、ガイド部材の長さを大きくすることは困難であった。しかも、ガイド部材の熱変形による上下方向の撓み、ガイド部材を両端側において両持的に支持する場合は、荷重による上下方向の撓みが垂直真直度に大きく影響するため、ストロークをあまり大きくできないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、従来装置におけるガイド部材の製作上の問題点、垂直真直度の問題点を解決し、低コストで、長ストロークかつ高精度なエアスライド装置を提供することを主目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のエアスライド装置は、互いに平行な左右一対の案内面を有する第１ガイド部材と、第１ガイド部材の下面に面した案内面を有する第２ガイド部材と、左右方向には、左右一対の空気軸受によって第１ガイド部材の案内面に非接触支持され、上下方向には、第１ガイド部材の上面および下面と充分な隙間（荷重負荷、第１ガイド部材の撓み等の条件下においても、上面および下面と接触しない程度の大きさをもった隙間）を保ち、第２ガイド部材の案内面に非接触支持されるスライド部材と、スライド部材をスライド駆動するリニアモータとを備えたものである。リニアモータは、ベース上に固定されたリニアモータマグネットと、スライド部材に装着されたリニアモータコイルとを備えていると共に、磁性材からなる第２ガイド部材をヨークとして、第２ガイド部材とリニアモータマグネットとの間に形成される磁気回路内にリニアモータコイルが配されている。
【０００６】
スライド部材を、第２ガイド部材の案内面に非接触支持するための構成として、空気軸受の軸受力と吸引用マグネットの磁気吸引力および自重（スライド部材の自重。スライド部材に負荷される荷重を含む。）とのバランスによって非接触支持する構成を採用することができる。その他、空気軸受の軸受力と自重とのバランス、反発用マグネットの磁気反発力と自重とのバランス、空気軸受の軸受力および反発用マグネットの磁気反発力と自重とのバランスのいずれか一の手段によって非接触支持する構成を採用することもできる。
【０００７】
第１ガイド部材の案内面と軸受隙間を介して対向する左右一対の軸受面と、第２ガイド部材の案内面と軸受隙間を介して対向する軸受面と、これら軸受隙間に圧縮空気を供給するためのノズルとをスライド部材に設けることができる。また、吸引用マグネットを第２ガイド部材の案内面と対向する、スライド部材の軸受面に設けることができる。さらに、第２ガイド部材を全長にわたってベース上に支持した構成とすることができる。
【０００８】
上記のエアスライド装置において、第２ガイド部材とベースの左右上面に固定したリニアモータマグネットとによって左右独立した磁気回路を形成し、各磁気回路内にそれぞれリニアモータコイルを配した構成とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図３に従って説明する。尚、図１はこの実施形態のエアスライド装置の断面図（図３におけるＡ−Ａ断面図）、図２は平面図、図３は側面図である。
【００１０】
この実施形態のエアスライド装置は、第１ガイド部材１および第２ガイド部材２の案内面に対してスライド部材３を非接触支持し、これをリニアモータ４によってスライド駆動する方式のものである。
【００１１】
第１ガイド部材１は、互いに平行な左右一対の案内面１ａ、１ｂを有する四角柱状の部材で、両端部を一対のガイド支柱５によって、両持的にベース６に支持固定される。第１ガイド部材１の案内面１ａ、１ｂには、相互間の平行度を所要精度に確保するための精度加工が施されているが、上面１ｃおよび下面１ｄにはそのような精度加工は施されていない。
【００１２】
第２ガイド部材２は、上面が案内面２ａになった平ブロック状の部材で、幅方向中央部をガイド支柱７によって、全長にわたってベース６に支持固定される（全面設置型）。第２ガイド部材２の案内面２ａには、所要精度を確保するための精度加工が施されている。尚、この第２ガイド部材２は磁性材で形成され、後述するリニアモータ４のヨークを兼ねる。
【００１３】
スライド部材３は、上板３ａ、一対の側板３ｂおよび３ｃ、下板３ｄを主体とする四角筒状のもので、第１ガイド部材１にスライド自在に挿通される。
【００１４】
図１（ｂ）に拡大して示すように、側板３ｂの内面と側板３ｃの内面には、それぞれ、第１ガイド部材１の案内面１ａ、１ｂと所定の軸受隙間Ｓ１、Ｓ２を介して対向する軸受面３ｂ１、３ｃ１が設けられる。上板３ａの内面３ａ１と第１ガイド部材１の上面１ｃとの間、下板３ｄの内面３ｄ１と第１ガイド部材１の下面１ｄとの間には、それぞれ、充分な隙間Ｌ１、Ｌ２（荷重負荷、第１ガイド部材１の撓み等があっても、上面１ｃおよび下面１ｄと接触しない程度の大きさをもった隙間）が設けられる。また、軸受面３ｂ１、３ｃ１には、それぞれ、複数のノズル３ｂ２、３Ｃ２が開孔しており、外部からノズル３ｂ２、３Ｃ２を介して軸受隙間Ｓ１、Ｓ２に圧縮空気Ｐを供給することによって左右一対の空気軸受が構成される。
【００１５】
ノズル３ｂ２、３Ｃ２を介して軸受隙間Ｓ１、Ｓ２に流入する圧縮空気Ｐの圧力分布によって、軸受面３ｂ１、３ｃ１が案内面１ａ、１ｂに対して非接触支持される。尚、隙間Ｌ１、Ｌ２が設けられているため、第１ガイド部材１の上面１ｃおよび下面１ｄはスライド部材３の支持案内には関与しない。
【００１６】
図１（ｃ）に拡大して示すように、スライド部材３の下板３ｄの外面には、第２ガイド部材２の案内面２ａと所定の軸受隙間Ｓ３を介して対向する軸受面３ｄ１が設けられる。軸受面３ｄ１には複数のノズル３ｄ２が開孔しており、外部からノズル３ｄ２を介して軸受隙間Ｓ３に圧縮空気を供給することによって空気軸受が構成される。さらに、軸受面３ｄ１には、案内面２ａと所定のギャップＧを介して対向する吸引用マグネット（永久磁石）３ｄ３が埋設される。
【００１７】
ノズル３ｄ２を介して軸受隙間Ｓ３に流入する圧縮空気Ｐの圧力分布と、吸引用マグネット３ｄ３の案内面２ａに対する磁気吸引力およびスライド部材３の自重（負荷される荷重を含む。）とのバランスによって、軸受面３ｄ１が案内面２ａに対して非接触支持される。尚、上記バランスは、軸受隙間Ｓ３の大きさ、ノズル３ｄ２のオリフィス径、個数、配置位置、供給する圧縮空気の圧力および流量、ギャップＧの大きさ、吸引用マグネット３ｄ３の吸磁力等のパラメーターを使用条件に応じて適宜設定することによって、最適調整することができる。
【００１８】
リニアモータ４は、磁性材からなるヨークとしての第２ガイド部材２と、リニアモータマグネット４ａと、第２ガイド部材２とリニアモータマグネット４ａとの間に形成される磁気回路内に配されたリニアモータコイル４ｃとを主要な要素として構成される。この実施形態において、リニアモータマグネット４ａは磁性材４ａ１と複数の永久磁石４ａ２とからなり、ガイド支柱７を挟んでベース６の左右上面にそれぞれ固定される。そして、第２ガイド部材２と左右のリニアモータマグネット４ａとの間に形成される左右独立した磁気回路内にそれぞれリニアモータコイル４ｃが配され、スライド部材３の下板３ｄ１にコイル取付板４ｃ１を介して装着される。
【００１９】
上記のような磁気回路内に置かれたリニアモータコイル４ｃに電流を通じると、スライド方向の推進力が発生し、これによりスライド部材３がスライド駆動される。
【００２０】
側板３ｂのノズル３ｂ２、側板３ｃのノズル３ｃ２、下板３ｄのノズル３ｄ２に圧縮空気Ｐを供給し、リニアモータコイル４ｃに電流を通じると、スライド部材３は、左右方向（水平方向）には、左右一対の空気軸受（ノズル３ｂ２、ノズル３ｃ２）によって第１ガイド部材１の左右の案内面１ａ、１ｂに対して非接触支持され、上下方向（鉛直方向）には、第１ガイド部材１の上面１ｃおよび下面１ｄと充分な隙間Ｌ１、Ｌ２を保ち、空気軸受（ノズル３ｄ２）の軸受力と吸引用マグネット３ｄ３の磁気吸引力と自重とのバランスによって、第２ガイド部材２の案内面２ａに対して非接触支持された状態で、リニアモータ４によってスライド駆動され、第１ガイド部材１および第２ガイド部材２に沿ってスライド運動する。
【００２１】
尚、スライド部材３の第２ガイド部材２の案内面２ａに対する非接触支持は、空気軸受（ノズル３ｄ２）の軸受力と自重とのバランス（この場合、吸引用または反発用のマグネットは使用しない。）、反発用マグネットの磁気反発力と自重とのバランス（反発用マグネットとしては種々の公知の構造を採用することができる。）、空気軸受（ノズル３ｄ２）の軸受力および反発用マグネットの磁気反発力と自重とのバランスにより行っても良い。また、空気軸受のノズル３ｂ２、３ｃ２、３ｄ２には、外部から個別の給気口を介して圧縮空気Ｐを供給しても良いし、スライド部材３に全てのノズル３ｂ２、３ｃ２、３ｄ２を連通させる空気通路を形成し、外部から共通の１つの給気口を介して圧縮空気Ｐを供給しても良い。あるいは、第１ガイド部材１、第２ガイド部材２に空気軸受のノズルを設けても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以下に示す効果を有する。
【００２３】
（１）スライド部材を、第１ガイド部材の左右一対の案内面と第２ガイド部材の案内面との三面でスライド案内する構成なので、第１ガイド部材の上面および下面の精度加工が不要になり、長尺の第１ガイド部材を低コストで製作することができる。また、第１ガイド部材の上面および下面を案内面として利用しないので、第１ガイド部材に上下方向の撓みが生じても、垂直真直度には影響しない。さらに、空気軸受の設置個所を従来の４個所から３個所に減らすことができる。したがって、長ストロークかつ高精度のエアスライド装置を低コストで提供することが可能である。また、スライド部材をスライド駆動するリニアモータのリニアモータマグネットをベース上に固定し、リニアモータコイルをスライド部材に装着したので、ムービングマグネット型（リニアモータマグネットを可動側に固定した構成）に比べて、スライド部材側の重量が低減するので、リニアモータの加速特性が向上する。また、リニアモータコイルをストローク全域にわたってベースに配置した構成に比べて、インピーダンス特性が向上する。そのため、長ストロークかつ高精度のエアスライド装置を提供することが可能である。しかも、第２ガイド部材を磁性材で形成し、リニアモータのヨークとして兼用したので、部品点数、製作工数を削減し、低コスト化を図ることができる。
【００２４】
（２）第２ガイド部材を全長にわたってベース上に支持することにより（全面設置型）、第２ガイド部材の上下方向の撓みを防止し、良好な垂直真直度を得ることができる。
【００２７】
（５）左右独立した磁気回路内にそれぞれリニアモータコイルを配した構成とすることにより、ヨークとしての第２ガイド部材、およびリニアモータコイルの構造を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係わるエアスライド装置の断面図（図３のＡ−Ａ断面）である。
【図２】実施形態に係わるエアスライド装置の平面図である。
【図３】実施形態に係わるエアスライド装置の側面図である
【符号の説明】
１    第１ガイド部材
１ａ  案内面
１ｂ  案内面
１ｃ  上面
１ｄ  下面
２    第２ガイド部材
２ａ  案内面
３    スライド部材
３ｂ１  軸受面
３ｂ２  ノズル
３ｃ１  軸受面
３ｃ２  ノズル
３ｄ１  軸受面
３ｄ２  ノズル
３ｄ３  吸引用マグネット
４    リニアモータ
４ａ  リニアモータマグネット
４ｃ  リニアモータコイル
６    ベース
【図１】
0003911064.tif 000002
【図２】
0003911064.tif 000003
【図３】
0003911064.tif 000004