(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的接触部分を持たない固定台と可動台との間に、それぞれ可撓性気密部材を介して形成した第一、第二の圧力空気室；
この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成されていること；
上記第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成されていること；
第一の圧力空気室による可動台の受圧面積は、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定されていること；
上記第一、第二の圧力空気室は、常に同圧力の加圧空気が供給されるように互いに連通しており、該加圧空気の供給を受けたとき、上記受圧面積の差によって、可動台に固定台に対して上昇する力を与えること；及び
上記第一、第二の圧力空気室に加圧空気を供給する供給手段；
を備えたことを特徴とする空圧浮動支持装置。
【請求項２】
請求項１記載の空圧浮動支持装置において、上記第一、第二の圧力空気室は、複数対が上下方向に重ねて形成されている空圧浮動支持装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の空圧浮動支持装置において、固定台と可動台との間には、対をなす第一、第二の圧力空気室とは別に、可撓性気密部材を介して、可動台を重力に抗する方向に移動させる独立圧力空気室が形成されている空圧浮動支持装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の空圧浮動支持装置において、可撓性気密部材は、全体として筒状をなし少なくとも一つの断面半円状部を有するベローズからなる空圧浮動支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えば除振装置に使用される空圧浮動支持装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
除振装置は、例えばステッパーのような微小な振動を嫌う装置を載置する装置（台）として用いられている。このような除振装置の一種として従来、固定台と可動台との間に可撓性気密部材を介して圧力空気室を形成し、この圧力空気室内の加圧空気を吸排制御することにより、可動台を浮動状態に保ち、振動の伝播を防ぐという原理の空圧浮動支持装置が知られている。
【０００３】
この従来の空圧浮動支持装置は、出力（荷重保持能力）を高めようとすれば、加圧空気の圧力を増大させるか、可動台の受圧面積を増大させる以外に手段がない。しかし、前者は耐圧を高めなければならず、後者は平面的な大きさを増大させる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、特に平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高めることなく、必要な出力（荷重保持能力）を容易に得ることができる空圧浮動支持装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明による空圧浮動支持装置は、機械的接触部分を持たない固定台と可動台との間に、それぞれ可撓性気密部材を介して形成した第一、第二の圧力空気室；この第一の圧力空気室は、該第一の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力に抗する方向に移動させるように形成されていること；第二の圧力空気室は、該第二の圧力空気室に加圧空気が供給されたとき可動台を重力方向に移動させるように形成されていること；
第一の圧力空気室による可動台の受圧面積は、第二の圧力空気室による可動台の受圧面積より広く設定されていること；第一、第二の圧力空気室は、常に同圧力の加圧空気が供給されるように互いに連通しており、該加圧空気の供給を受けたとき、上記受圧面積の差によって、可動台に固定台に対して上昇する力を与えること；及び第一、第二の圧力空気室に加圧空気を供給する供給手段；を備えたことを特徴としている。
【０００６】
この空圧浮動支持装置によると、対をなす第一、第二の圧力空気室を上下方向に重ねて必要数形成することにより、平面的な大きさを増大させることなく、必要な出力を得ることができる。
【０００７】
固定台と可動台との間には、対をなす第一、第二の圧力空気室とは別に、可撓性気密部材を介して、可動台を重力に抗する方向に移動させる独立圧力空気室を形成することが好ましい。
【０００８】
可撓性気密部材は、各種の断面形状の弾性部材から構成することができるが、例えば、全体として筒状をなし少なくとも一つの断面半円状部（波形変形部）を有するベローズから構成することができる。
【０００９】
【発明の実施形態】
図１は、本発明による空圧浮動支持装置を原理的に示した実施形態である。基礎１０上に固定される固定台２０は、底壁２１と筒状部２２とを有する有底筒状をなし、筒状部２２内に、径方向内方に延びる、上下方向に離間した複数（図示例では２枚）の環状板２３Ａ、２３Ｂを一体に有している。環状板２３Ａ、２３Ｂの中心部には貫通穴２４が存在する。
【００１０】
可動台３０は、固定台２０の貫通穴２４内に非接触で位置する軸部３１と、この軸部３１に軸方向に離間させて一体に設けた３枚の円板３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃとを有し、この３枚の円板３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、下方から順に、固定台２０の底壁２１と環状板２３Ａの間、環状板２３Ａと環状板２３Ｂの間、及び上端の環状板２３Ｂの上方とにそれぞれ位置している。以上の固定台２０と可動台３０は、一部材として図示しているが、実際には複数部材に分割して形成する。
【００１１】
固定台２０の底壁２１と、可動台３０の円板３２Ａとの間には、ベローズ４１を介して、独立圧力空気室４２が形成されている。この独立圧力空気室４２は、管路４３を介して開閉弁４４、レギュレータ４５及び加圧空気源４６に順に接続されており、加圧空気が供給されると、可動台３０を重力に抗する方向に移動させる。
【００１２】
固定台２０の環状板２３Ａと、可動台３０の円板３２Ａと３２Ｂとの間、及び固定台２０の環状板２３Ｂと、可動台３０の円板３２Ｂと３２Ｃとの間にはそれぞれ、同一構成の対をなす第一の第一圧力空気室５１と第二の圧力空気室５２とが形成されている。すなわち、第一圧力空気室５１は、大径ベローズ５３によって、環状板２３Ａと円板３２Ｂの間、及び環状板２３Ｂと円板３２Ｃとの間にそれぞれ形成されており、第二圧力空気室５２は、小径ベローズ５４によって、環状板２３Ａと円板３２Ａの間、及び環状板２３Ｂと円板３２Ｂの間に形成されている。第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２は、それぞれ管路５５を介して、独立圧力空気室４２用と同一の開閉弁４４、レギュレータ４５及び加圧空気源４６に順に接続されている。
【００１３】
上記構成によると、第一圧力空気室５１に加圧空気が供給されたとすると、可動台３０には重力に抗する方向に移動する力が作用し、第二圧力空気室５２に加圧空気が供給されると、可動台３０には重力方向に移動する力が作用する。しかし、大径ベローズ５３は小径ベローズ５４より大径であり、第一圧力空気室５１による可動台３０の受圧面積Ａは、第二圧力空気室５２による可動台３０の受圧面積ａより大きい。いま、第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２に供給される加圧空気圧力をＰとすると、対をなす第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２による可動台３０の上昇方向の力は、
Ｐ×Ａ−Ｐ×ａ＝（Ａ−ａ）×Ｐ
で与えられる。
【００１４】
独立圧力空気室４２（ベローズ４１）による可動台３０の受圧面積を同じＡとすると、図示実施形態では、対をなす第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２が二組設けられているから、すべての空気圧力室（独立空気圧力室４２、第一、第二圧力空気室５１、５２）に、圧縮空気源４６を介して同時に圧力Ｐの加圧空気を供給したときに、全体として可動台３０が受ける重力に抗する方向の力Ｘは、
Ｘ＝Ｐ×Ａ＋２（Ａ−ａ）×Ｐ
＝（３Ａ−２ａ）×Ｐ
となる。
【００１５】
このように、本実施形態によると、固定台２０と可動台３０の平面的な大きさを大きくすることなく、かつ加圧空気圧力を高くすることなく、必要に応じて対をなす第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２の数を増やすことで、可動台３０を大きい力で重力に抗する方向に移動させることができる。固定台２０の底壁２１と、可動台３０の円板３２Ａとの間に空間を確保したい用途では、独立圧力空気室４２（ベローズ４１）を省略することも可能である。逆に、図示実施形態において、第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２を一対のみ設ける態様も可能である。
【００１６】
図２は、本発明による空圧浮動支持装置を適用した除振装置のより具体的な形状例である。固定台２０、可動台３０の形状は、実際の装置構成に応じて複雑化しているが、第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２とが図１では二対であるのに、図２は一対のみである点を除き、基本的な装置構成は図１と同じであり、図１の構成要素と対応する構成要素には同一符号を付している。また、図１と同様に固定台２０と可動台３０は、一部材として図示しているが、実際には複数部材に分割して形成する。
【００１７】
この図２の実施形態では、固定台２０と可動台３０との間に、第一圧力空気室５１と第二圧力空気室５２を形成する（鉛直方向）ベローズ５３、５４に加えて、軸線を水平方向とした水平方向用ベローズ６０が設けられており、この水平方向ベローズ６０に調圧された加圧空気を供給することにより、水平方向の除振も図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の空圧浮動支持装置によれば、平面的な大きさを大きくすることなく、あるいは供給空気圧力を大きくすることなく、大きい出力で可動台を浮動状態で支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空圧浮動支持装置の原理的一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による空圧浮動支持装置のより具体的な実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  基礎
２０  固定台
２１  底壁
２２  筒状部
２３Ａ  ２３Ｂ  環状板
２４  貫通穴
３０  可動台
３１  軸部
３２Ａ  ３２Ｂ  ３２Ｃ  円板
４１  ベローズ
４２  独立圧力空気室
４３  ５５  管路
４４  開閉弁
４５  レギュレータ
４６  加圧空気源
５１  第一圧力空気室
５２  第二圧力空気室
５３  大径ベローズ
５４  小径ベローズ
【図１】
0004166421.tif 000002
【図２】
0004166421.tif 000003