(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上を案内方向に移動可能な、テーブルからなる可動体と、当該可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、当該可動体を当該基台に対して吸引する吸引力付与部と、前記可動体を前記案内方向に移動させるリニアモータと、を備え、前記可動体の側面部に、水平方向を支持する空気軸受部を配置し、かつ前記可動体及び前記基台の側面部に吸引力付与部を配置した静圧気体軸受直線案内装置であって、
前記基台の幅方向の両側には、前記案内方向に沿った基準面を形成し、
前記リニアモータの前記基台の幅方向の両側のそれぞれにおいて、前記可動体の下面と前記基台の基準面とを所定の間隔になるように位置させる、上下方向空気軸受を設け、
前記可動体下面の前記リニアモータの両側に設けられた前記上下方向空気軸受の内側には、前記基台の前記基準面に沿った内側に形成した吸引レールに対向配置された磁石からなる上下方向吸引力付与部を１対設けてなり、当該磁石は、前記可動体が前記基準面に対して水平になるような間隔を前記吸引レール対して持つように、スペーサを介して当該吸引レールに対向している、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には、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、可動体を基台に対して吸引する吸引力付与部と、を備えて構成されたものがある。
【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３に示すように、上面に水平な基準面５０ａを備えて案内方向に延びる基台５０を有し、この基台５０の上面の幅方向（案内方向に直交する水平方向）中心から若干偏位した位置にガイドレール５１が突設されている。このガイドレール５１は、基準面５０ａに沿って案内方向に延びている。この基台５０の基準面５０ａの上方に、所定間隔をあけて可動体であるテーブル５５の下面が、基準面５０ａに対して平行に対向配置されている。
【０００４】
テーブル５５の下面には、ガイドレール５１を両側から挟むように、ガイドレール５１の各側面に所定間隔をあけて対向する対向面を持った対向部５６及び５７がそれぞれ形成されている。この対向部５６及び５７のガイドレール５１の側面に対向する面には、水平方向を支持する水平方向空気軸受部５３がそれぞれ配置されている。また、対向部５６の下面には、上下方向を支持する上下方向空気軸受部５４が配置されている。また、テーブル５５の下面であって、対向部５６と幅方向で対象な位置には、対向部５８が形成されている。この対向部５８の下面には、前記と同様に上下方向を支持する上下方向空気軸受部５４が配置されている。これらの対向部５６〜５８は、案内方向に所定間隔をあけて複数個設けられている。
【０００５】
さらに、上下方向空気軸受部５４の幅方向外側には、吸引力発生部５９が各々設けられている。この吸引力発生部５９は、基台５０の基準面５０ａに設けられてガイドレール５１と平行に延びる、例えば強磁性体からなる吸引レール５９ａと、テーブル５５の下面に支持されて吸引レール５９ａの上面と所定間隔をあけて対向した磁石５９ｂと、から構成されている。
【０００６】
なお、符号６０は、テーブル５５の移動を行う公知の駆動装置である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の静圧気体軸受直線案内装置は、ガイドレールを基台上に設けた構造を備えているため、このガイドレールの分だけ上下方向の寸法を大きくする必要があり、さらなる薄形化を行うことが困難である。
【０００８】
また、このガイドレールは、人手により曲りを直しながら組み立てる必要があるため、手間がかかり、組立時間も長くなるという問題もある。
【０００９】
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、ガイドレールなどのガイド部材を設けることなく可動体の正確な移動が行え、薄形化が達成されると共に、部品点数を削減してコストダウン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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、基台上を案内方向に移動可能な、テーブルからなる可動体と、当該可動体を気体によって支持・案内する空気軸受部と、当該可動体を当該基台に対して吸引する吸引力付与部と、前記可動体を前記案内方向に移動させるリニアモータと、を備え、前記可動体の側面部に、水平方向を支持する空気軸受部を配置し、かつ前記可動体及び前記基台の側面部に吸引力付与部を配置した静圧気体軸受直線案内装置であって、前記基台の幅方向の両側には、前記案内方向に沿った基準面を形成し、前記リニアモータの前記基台の幅方向の両側のそれぞれにおいて、前記可動体の下面と前記基台の基準面とを所定の間隔になるように位置させる、上下方向空気軸受を設け、前記可動体下面の前記リニアモータの両側に設けられた前記上下方向空気軸受の内側には、前記基台の前記基準面に沿った内側に形成した吸引レールと所定間隔をあけて対向配置された磁石とからなる上下方向吸引力付与部を一対設けてなる、静圧気体軸受直線案内装置を提供するものである。
【００１１】
この構成を備えた静圧気体軸受直線案内装置は、可動体の移動をガイドするガイド部材を基台上に設ける必要がないため、薄形化が達成できると共に、部品点数を少なくすることができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る静圧気体軸受直線案内装置の正面図、図２は、図１に示す静圧気体軸受直線案内装置の側面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態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の案内方向に移動する可動体の構成要素であるテーブル３と、テーブル３を支持・案内する水平方向空気軸受部５及び上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂと、水平方向空気軸受部５に隣接して設けられ、テーブル３を基台１に対して吸引する水平方向吸引力付与部７と、上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂに各々隣接して設けられ、テーブル３を基台１に対して吸引する上下方向吸引力付与部８と、を備えて構成されている。
【００１５】
基台１の幅方向の両側には、案内方向に沿った基準面１ａが形成されている。基台１の両基準面１ａに沿った内側には、後に詳述する上下方向吸引力付与部８の吸引レール８ａが、案内方向に延びている。また、基台１の一方の側面の下部（図１では、左側下部）には、後に詳述する水平方向吸引力付与部７の吸引レール７ａが、図２に示すように、案内方向に延びている。すなわち、この基台１は、その上面が上下方向空気軸受面となり、一方の側面が水平方向空気軸受面となっている。これらの面は、空気軸受面となるため、真直、平面、平行及び直角精度が良好に設計されている。
【００１６】
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の下面の幅方向一端には、複数の上下方向空気軸受部６ａが、案内方向に沿って互いに所定の間隔をおいて配置されている。これらの上下方向空気軸受部６ａは、基準面１ａと所定の間隔をおいて対向するように設けられている。一方、テーブル３の下面の幅方向他端には、複数の上下方向空気軸受部６ｂが、案内方向に沿って互いに所定の間隔をおいて配置されている。これらの上下方向空気軸受部６ｂも、基準面１ａと所定の間隔をおいて対向するように設けられている。
【００１７】
この上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂ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１０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及び６ｂ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及び６ｂ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。
【００１８】
テーブル３の下面の上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂが形成された内側には、案内方向に沿って延びたスペーサ８ｃを介して永久磁石８ｂが、吸引レール８ａと所定の間隔をあけて対向配置されている。なお、この永久磁石８ｂ及びスペーサ８ｃは、吸引レール８ａと共に上下方向吸引力付与部８を構成する。このスペーサ８ｃは、吸引レール８ａと永久磁石８ｂとの間隙の調整、つまり永久磁石８ｂの高さ位置を調整し易くするために設けられている。
【００１９】
なお、上下方向吸引力付与部８を上下方向空気軸受６ａ及び６ｂに隣接したことで、テーブル３の吸引と浮上のせん断応力が、テーブル３に作用しないようにしている。
【００２０】
また、テーブル３の一方の端部（テーブル３の移動方向に対して直角方向で、吸引レール７ａが形成されている側）には、水平方向空気軸受部５を支持する支持部９が形成されている。支持部９の基台１との対向面には、水平方向空気軸受部５が支持されている。この水平方向空気軸受部５は、基台１の側面に対し所定の間隔をあけて対向配置されている。
【００２１】
水平方向空気軸受部５は、基台１の側面に水平に空気を吹き出す空気穴が形成されている。この空気穴から基台１の側面に対し空気を吹き出すことで、基台１との間に水平方向空気軸受１１が形成され、そして水平方向吸引力付与部７の吸引によりテーブル３は、基台１の側面に対し水平方向に支持される。
【００２２】
支持部９の下部（水平方向空気軸受部５が設けられた位置の下方）には、スペーサ７ｃを介して永久磁石７ｂが、吸引レール７ａと所定の間隔をあけて対向配置されている。なお、この永久磁石７ｂ及びスペーサ７ｃは、吸引レール７ａと共に水平方向吸引力付与部７を構成する。このスペーサ７ｃは、吸引レール７ａと永久磁石７ｂとの間隙の調整、つまり永久磁石７ｂの水平方向の位置を調整し易くするために設けられている。
【００２３】
このように、本発明に係る静圧気体軸受直線案内装置は、基台１の一方の端部に、水平方向を支持する水平方向空気軸受部５及び水平方向吸引力付与部７を配置したため、基台の上面にガイド部材を設けていた従来の静圧気体軸受直線案内装置に比べ、このガイド部材が無い分、上下方向のサイズを小さくすることができる。すなわち、薄形化を達成することができる。
【００２４】
なお、符号１２は、テーブル３の移動を行う公知の駆動装置である。この駆動装置としては、各種アクチュエータを使用可能であるが、例えば、精度に悪影響を及ぼさないブラシレスリニアモータ（コアレス）などが好適に使用できる。
【００２５】
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及び６ｂ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５の空気穴から空気を基台１の側面２に向けて吹き出しと水平方向吸引力付与部７の吸引により、テーブル３は、幅方向の位置決めがなされる。そして、テーブル３は、駆動装置１２によって駆動されて、案内方向に移動される。この時、上下方向吸引力付与部８と、上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂとが、近接して設けられているため、上下方向吸引力付与部８による吸引力と、上下方向空気軸受部６ａ及び６ｂによる浮上力によるせん断応力が、ほとんどテーブル３に作用せず、テーブル３の良好な移動が行える。
【００２６】
また、水平方向吸引力付与部７と、水平方向空気軸受部５とが、近接して設けられているため、水平方向吸引力付与部７による吸引力と、水平方向空気軸受部５による離間力によるせん断応力が、ほとんどテーブル３に作用せず、テーブル３の良好な移動が行える。
【００２７】
そしてまた、吸引レール７ａ及び８ａを強磁性体から構成することで、小さな面積で大きな吸引力を得ることができ、軽量化を図ることができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、磁気吸引力を与える永久磁石７ｂ及び８ｂをテーブル３側に設置し、吸引レール７ａ及び８ａを基台１に設置した場合について説明したが、これに限らず、吸引レール７ａ及び８ａをテーブル３側に設置し、永久磁石７ｂ及び８ｂを基台１に設置してもよいことは勿論である。
【００２９】
また、本実施の形態では、磁気吸引力を与える手段として、永久磁石を使用した場合について説明したが、これに限らず、電磁石や真空吸引などその他の非接触手段を使用することもできる。
【００３０】
そしてまた、テーブル３の支持部９は、テーブル３と一体に形成してもよく、また、別体として形成してもよい。そして、支持部９は、テーブル３の両面にあってもよい。
【００３１】
さらにまた、水平方向空気軸受部、水平方向吸引力付与部、上下方向空気軸受部及び上下方向吸引力付与部の設置数及び設置箇所は、本発明の趣旨を逸脱しない限り任意に設定してよい。
【００３２】
【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、基台及び可動体の側面部に、水平方向を支持する空気軸受部及び吸引力付与部を配置した構成を備えているため、基台の上面に可動体を案内するためのガイド部材を設けることなく、可動体を案内方向に良好に移動させることができる。この結果、薄形化を達成することができると共に、部品点数を少なくすることができ、コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る静圧気体軸受直線案内装置の正面図である。
【図２】図１に示す静圧気体軸受直線案内装置の側面図である。
【図３】従来の静圧気体軸受直線案内装置の正面図である。
【符号の説明】
１    基台
１ａ    基準面
３    テーブル
５    水平方向空気軸受部
６ａ、６ｂ    上下方向空気軸受部
７    水平方向吸引力付与部
８    上下方向吸引力付与部
９    支持部
１０    上下方向空気軸受
１１    水平方向空気軸受
【図１】
0004116167.tif 000002
【図２】
0004116167.tif 000003
【図３】
0004116167.tif 000004