(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側部材に対して鉛直方向に移動制御される鉛直移動軸と、前記鉛直移動軸を前記固定側部材に対して支持案内する直線案内軸受と、前記鉛直移動軸を前記固定側部材に対して昇降制御する駆動装置を備えるとともに、前記鉛直移動軸の側面に形成した鉛直方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜平面と、前記傾斜平面に対面して該傾斜平面に所定推力を作用させる、前記固定側部材に固定された少なくとも１つの第１の静圧軸受とからなるバランス装置を備え、前記第１の静圧軸受の軸受パッドが該静圧軸受のハウジング部材に対して前後移動可能に収容されるとともに該静圧軸受の所定推力の鉛直方向の分力が少なくとも前記鉛直移動軸に掛かる重量に等しく調整されることを特徴とする鉛直移動軸駆動装置。
【請求項２】
前記傾斜平面と前記第１の静圧軸受とからなる前記バランス装置が前記鉛直移動軸の相互に向かい合う２側面に対称に備えられることを特徴とする請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置。
【請求項３】
前記傾斜平面と前記第１の静圧軸受とからなる前記バランス装置が前記鉛直移動軸の１側面のみに備えられ、前記傾斜平面に対して反対側の側面が鉛直方向に平行な平面に形成されるとともに第２の静圧軸受からなる前記直線案内軸受によって支持案内されることを特徴とする請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、前記鉛直移動軸に形成した溝中に対向して取り付けられた磁石列と、前記固定側部材に取り付けられたコアレスコイルとからなるコアレスリニアモータで構成されることを特徴とする請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置。
【請求項５】
前記傾斜平面と前記第１の静圧軸受とからなる前記バランス装置が前記鉛直移動軸の相互に向かい合う２側面に対称に備えられ、前記駆動装置が前記傾斜平面を有しない他の２側面に埋設された状態で取り付けられたコアレスリニアモータからなり、かつ、前記直線案内軸受が前記鉛直移動軸の４隅を支持案内する第２の静圧軸受からなることを特徴とする請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置。
【請求項６】
前記傾斜平面と前記第１の静圧軸受とからなる前記バランス装置が前記鉛直移動軸の１側面のみに備えられ、前記駆動装置が前記傾斜平面に対して反対側の側面に埋設して取り付けられたコアレスリニアモータからなり、かつ、前記直線案内軸受が前記鉛直移動軸の前記傾斜平面を除く他の３鉛直側面を支持案内する第２の静圧軸受からなることを特徴とする請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密測定装置、精密工作機械あるいは半導体露光装置等に用いられる駆動装置に関し、特に、鉛直移動軸に掛かる重量に釣り合うカウンタ推力を発生するバランス装置であって、鉛直移動軸の精密な位置決め制御を可能にするバランス装置を含んだ鉛直移動軸の鉛直移動軸駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、精密測定装置、精密工作機械あるいは半導体露光装置等には、被測定物、被加工物、または工具、もしくはレンズあるいは半導体ウエハー等を精密に位置決めする軸駆動装置が備えられる。このような軸駆動装置は、０．１μｍ以下の位置決め精度を必要とする。当然、鉛直移動軸の軸駆動装置も同じような位置決め精度を必要とする。
【０００３】
このような高精度が要求される鉛直移動軸駆動装置に、従来の軸駆動装置をそのまま採用することはあまり好ましくない。なぜなら、この種の駆動装置に一緒に備えられる、鉛直移動軸に掛かる重量をカウンタ推力で相殺する従来のバランス装置が、このような高精度に位置決め制御する装置に適していないからである。
【０００４】
例えば、エアーシリンダとリリーフ弁との組み合わせになるバランス装置、あるいは、ガスダンパが使用される簡易バランス装置は、シリンダやガスダンパの取り付けのスペースを余分に必要とするとともに、ピストンロッドのシール部において摩擦抵抗を発生して鉛直移動軸の位置決め精度に悪影響を及ぼした。また、これらの装置では、ピストンやピストンロッド等が移動部材となって、移動部の慣性質量を増加するという問題点があった。一方、鉛直移動軸の昇降速度が高速でない場合にウエイト式のバランス装置が採用されるが、このバランス装置ではバランスウエイトの昇降する空間を余分に用意する必要があるとともに、バランスウエイトが移動部の慣性質量を増加するという問題点が残った。
【０００５】
そこで、たとえば、特許２８８１３６３号公報には、従来のバランサ装置を必要とせず、かつ高精度位置決め制御を可能とする鉛直移動軸の駆動装置が開示されている。この駆動装置は、固定台と移動台との間に楔形の板部材から成る駆動板を介在させ、該駆動板を両者の間で進退移動させることによって移動台を昇降する。さらに、この駆動装置は、固定台と駆動板、移動台と駆動板との間に静圧軸受を介在させて、駆動装置の位置決め精度をより一層向上している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記駆動装置においては、楔形駆動板の傾斜によって、移動台の昇降制御量が楔形駆動板の水平方向移動制御量の鉛直方向成分となって鉛直方向の制御の応答性が低下する。加えて、このような駆動装置において移動台の昇降ストロークがあまり長くならないので、鉛直移動軸のストロークを数１０ｍｍ程度にすることがあまり現実的でない。
【０００７】
そこで、本発明は、簡素な構成でありながら鉛直移動軸の高精度な位置決め制御を行うことができるバランス装置を備えた鉛直移動軸駆動装置を提唱することを目的とする。特に、本発明は、ほとんど摩擦抵抗を伴うことなく一定のカウンタ推力を発生させ、かつ移動部の慣性をほとんど増加させないバランス装置を含む鉛直移動軸駆動装置を提唱する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、固定側部材（１０）に対して鉛直方向に移動制御される鉛直移動軸（２０）と、鉛直移動軸（２０）を固定側部材（１０）に対して支持案内する直線案内軸受（３１）と、鉛直移動軸（２０）を固定側部材（１０）に対して昇降制御する駆動装置（４０）を備えるとともに、鉛直移動軸（２０）の側面に形成した鉛直方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜平面（５１）と、傾斜平面（５１）に対面してその傾斜平面に所定推力を作用させる、固定側部材（１０）に固定された少なくとも１つの第１の静圧軸受（５２）とからなるバランス装置（５０）を備え、第１の静圧軸受（５２）の軸受パッド（５３）がその第１の静圧軸受のハウジング部材（５４）に対して前後移動可能に収容されるとともにその静圧軸受の所定推力の鉛直方向の分力が少なくとも鉛直移動軸（２０）に掛かる重量に等しく調整されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、傾斜平面（５１）と第１の静圧軸受（５２）とからなるバランス装置（５０）が鉛直移動軸（２０）の相互に向かい合う２側面に対称に備えられてもよい。
【００１０】
また、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、傾斜平面（５１）と第１の静圧軸受（５２）とからなるバランス装置（５０）が鉛直移動軸（２０）の１側面のみに備えられ、傾斜平面（５１）に対して反対側の側面（２０ａ）が鉛直方向に平行な平面に形成されるとともに第２の静圧軸受からなる直線案内軸受（３１）によって支持案内されてもよい。
【００１１】
また、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、その駆動装置（４０）が、鉛直移動軸（２０）に形成した溝（２０ｂ）中に対向して取り付けられた磁石列（４１）と、固定側部材（１０）に取り付けられたコアレスコイル（４２）とからなるコアレスリニアモータで構成されてもよい。
【００１２】
また、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、傾斜平面（５１）と第１の静圧軸受（５２）とからなるバランス装置（５０）が鉛直移動軸（２０）の相互に向かい合う２側面に対称に備えられ、駆動装置（４０）が傾斜平面（５１）を有しない他の２側面（２０ａ）に埋設された状態で取り付けられたコアレスリニアモータからなり、かつ、直線案内軸受（３１）が鉛直移動軸（２０）の４隅を支持案内する第２の静圧軸受からなるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の鉛直移動軸駆動装置（１）は、傾斜平面（５１）と第１の静圧軸受（５２）とからなるバランス装置（５０）が鉛直移動軸（２０）の１側面のみに備えられ、駆動装置（４０）が傾斜平面（５１）に対して反対側の側面（２０ａ）に埋設して取り付けられたコアレスリニアモータからなり、かつ、直線案内軸受（３１）が鉛直移動軸（２０）の傾斜平面（５１）を除く他の３鉛直側面（２０ａ）を支持案内する第２の静圧軸受からなるようにしてもよい。
【００１４】
なお、上記括弧内の符号は、構成要素を図面と参照するものであり、何ら本発明の構成を図面のものに限定するものではない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉛直移動軸の駆動装置が説明される。図１、図２は鉛直移動軸駆動装置の第１の実施形態を示し、図３、図４は鉛直移動軸駆動装置に含まれるバランス装置の構成とその説明用の線図を含む側面図である。特に、図１は鉛直移動軸駆動装置の中間を水平面で切断した断面を示し、図２はその側面を一部切除した側面を示す。
【００１６】
鉛直移動軸駆動装置１は、これらの図において、枠体である固定側部材１０と、その内側で鉛直方向に移動して位置決め制御される鉛直移動軸２０とを基本要素として含む。そして、鉛直移動軸２０は、直線案内軸受３１を介して固定側部材１０に支持案内される。鉛直移動軸２０は、基本的に断面矩形の柱状部材である。図２では、鉛直移動軸２０が上昇位置にある状態が示される。鉛直移動軸２０の上端または下端には、実施形態に応じて把持装置等のいろいろな機器が取り付けられるが、本図ではそれが省略されてその上端、下端が単純化されている。
【００１７】
特に、鉛直移動軸２０が精密に制御される場合、駆動装置１の直線案内軸受３１は静圧軸受で構成される。この静圧軸受は、後に説明されるバランス装置の構成要素である第１の静圧軸受と区別するために、第２の静圧軸受と称呼される（以後、この第２の静圧軸受も３１とする）。図示例では、第２の静圧軸受３１は、枠体である固定側部材１０の上下に取り付けられて鉛直移動軸２０の４隅をそれぞれ支持案内する。この第２の静圧軸受３１は軸受パッド面３１ａを有する。そして、各軸受パッド面３１ａは同じ大きさに形成され、平滑に仕上げられた鉛直移動軸２０の側面２０ａにわずかなエアギャップを隔てて対面する。第２の静圧軸受３１に供給される圧縮空気は、従来の静圧軸受に供給される空気の圧力と同じ圧力に制御されて、鉛直移動軸２０と軸受３１との間に所定圧力の空気層を形成する。この空気層は、鉛直移動軸２０を軸受３１から離間させるとともに両者の間に摩擦抵抗を発生させない。それで、鉛直移動軸２０が移動する際にスティックスリップの発生が最小限に抑えられ、鉛直移動軸２０の速度制御や位置決め制御が正確に応答良く行われる。
【００１８】
鉛直移動軸２０が精密に制御される必要がない場合には、直線案内軸受３１は従来公知の直線案内用ベアリング軸受で構成される。この場合、ベアリング軸受の案内レールが固定部材１０側に取り付けられ、ベアリング軸受本体が鉛直移動軸２０に取り付けられる。ベアリング軸受の配置構成は、図示の静圧軸受３１の配置構成に準ずるが、その個数はもっと少なくても良い。例えば、鉛直移動軸２０の少なくとも１側面のみがベアリング軸受によって支持案内されるだけでも充分な場合がある。
【００１９】
鉛直移動軸駆動装置１は、駆動装置４０としてリニアモータ（以後、このリニアモータも４０とする。）を含み、図示した例では、コアレスリニアモータを含む。この場合、鉛直移動軸２０の対向する側面２０ａに溝２０ｂが対称に形成され、この溝の両側に永久磁石列４１が埋設される。そして、コアレスコイル４２が固定側部材１０に固定される。このようなコアレスリニアモータ４０は、水平方向の磁気吸引力を発生しないので、鉛直移動軸２０の鉛直運動の真直性を損なわない。鉛直移動軸２０の固定側部材１０に対する相対位置は、図示省略したリニアスケール等の位置検出器によって検出されフィードバックされる。
【００２０】
鉛直移動軸駆動装置１には、鉛直移動軸２０に一体に形成された傾斜平面５１と、これに対面する静圧軸受５２とを含むバランス装置５０が組み込まれる。より詳細に説明すると、傾斜平面５１は、鉛直移動軸２０の対辺を構成する２つの側面２０ａに形成した、その移動軸方向に対して所定角度傾斜した平面で、下方から上方にかけてお互いの間隔が広がるような上広がりに形成される。そして、この傾斜平面５１は、それに静圧軸受５２が対面したまま相対移動できるように、所定幅の平滑・真直な平面に形成される。もちろん、傾斜平面５１は、鉛直移動軸２０に対して凸状に突き出した形状に限定されず、鉛直移動軸２０を所定の幅にて削り込んだ、溝形状の傾斜平面であっても良い。
【００２１】
一方、静圧軸受５２は、傾斜平面５１の傾きに合わせて全体が傾斜した姿勢で固定側部材１０に固定される。この静圧軸受５２は、先に説明された直線案内軸受３１に使用される場合がある第２の静圧軸受と区別するために第１の静圧軸受５２と称呼される。この第１の静圧軸受５２は、図３ないしは図４により詳細に示されるように、軸受パッド部材５３とこの軸受パッド部材を所定距離前後に移動可能に収容するハウジング部材５４とに分離している。より具体的には、軸受パッド部材５３は、傾斜平面５１にわずかな隙間で対面する軸受パッド面５３ａと、この軸受パッド面に対して垂直な側面５３ｂと、軸受パッド面５３ａに対して平行な背面５３ｃとを有する。鉛直移動軸２０を挟んで向かい合う軸受パッド面５３ａは、当然、同じ大きさに構成される。また、軸受パッド面５３ａには背面５３ｃから連通する、図示省略した圧縮空気の噴出孔が適宜形成されている。また、ハウジング部材５４には、軸受パッド部材５３が所定距離前後に移動可能に収容される凹部５４ａが形成され、この凹部５４ａの底部に圧縮空気が供給される供給口が設けられている。凹部５４ａの側面５４ｂと軸受パッド部
材の側面５３ｂとの間には、両側面間を適宜気密にシールするシールが介装されて、凹部５４ａと軸受背面５３ｃとの間に空気室５５が形成される。
【００２２】
それで、凹部５４ａ底部の供給口から供給された圧縮空気はこの空気室５５に充満して、軸受パッド部材５３を前に押し出すとともに軸受パッド面５３ａ上の噴出孔から噴出して、鉛直移動軸２０と軸受平面５３ａとの間に適切な隙間のエアギャップを形成する。こうして、第１の静圧軸受５２は、軸受パッド部材５３を鉛直移動軸２０に対してわずかな隙間を開けた状態で対面させるとともに両者の間に介在する圧縮空気層によって鉛直移動軸２０を所定の圧力で押しつける。
【００２３】
上記のようなバランス装置５０は、鉛直移動軸２０およびそれに掛かる搭載物等の重量を含む重量に等しいカウンタ推力をつぎのようにして発生する。
【００２４】
第１の静圧軸受５２は、図３に示すように、軸受パッド部材５３を傾斜平面５１に当接させながら圧縮空気層を介して傾斜平面５１を一定の推力Ｎで押す。このとき、傾斜面に作用する推力Ｎの水平方向成分Ｈが相互に相殺される一方、鉛直方向成分Ｖは鉛直移動軸２０を押し上げる。この鉛直成分Ｖの総和は、予め上記鉛直移動軸２０およびそれに掛かる搭載物等の重量Ｗに等しくなるように設定、あるいは調整されている。それで、第１の静圧軸受５２は、鉛直移動軸２０に対して該移動軸に掛かる重量Ｗに等しいカウンタ推力を発生する。
【００２５】
より具体的には、静圧軸受の個数がｎ、静圧軸受の受圧面積がＡ、傾斜平面の鉛直線に対する傾斜角度がθであると仮定すると、鉛直移動軸２０等の重量Ｗと静圧軸受の傾斜平面を斜めに押す推力Ｎの鉛直方向の分力Ｈの総和とが等しいときに、第１の静圧軸受５２の発生するカウンタ推力と鉛直移動軸２０等の重量Ｗとが釣り合う。それで、
Ｗ＝ｎＮSinθ＝ｎＰＡSinθ
の式が導かれ、これより、流体圧力Ｐが、
Ｐ＝Ｗ／ｎＡSinθ
で与えられる。したがって、バランス装置５０は、第１の静圧軸受５２に供給される流体圧力（エア圧力）を上記Ｐの圧力に調整することによって、上記のカウンタ推力を発生する。
【００２６】
つぎに、第１の静圧軸受５２の軸受パッド部材５３のハウジング部材５４に対して移動する距離について補足する。このバランス装置５０では、傾斜平面５１が固定された第１の静圧軸受５２に対して昇降するので、軸受パッド部材５３が所定距離ハウジング部材５４に対して前後に移動可能に構成される。それで、ハウジング部材５４の凹部５４ａは、図４に示すように、軸受パッド部材５３が下記の距離Ｓ以上に前後に移動できる深さに形成される。より具体的には、この軸受パッド部材５３の前後に移動する距離Ｓは、鉛直移動軸２０の昇降ストロークをＬ、傾斜平面の鉛直線に対する傾斜角度をθとすると、
Ｓ＝ＬSinθ
の式にて算出される距離である。
【００２７】
つぎに、第１の静圧軸受５２で発生する摩擦抵抗について補足する。凹部５４ａの側面５４ｂと軸受パッド部材５３の側面５３ｂとの間に、例えば、Ｏリング等のゴムパッキンが介在する場合、そのシール部材によって確かに摩擦抵抗が発生する。しかし、鉛直移動軸２０の移動方向におけるこの摩擦抵抗の影響は非常に小さい。なぜなら、この摩擦抵抗の内、鉛直方向の縮小された成分のみが鉛直移動軸２０の鉛直方向における摩擦抵抗となるからである。この鉛直方向成分は上記Ｗの算出式に準じて導かれるので、その説明が省略される。
【００２８】
以上のように構成された鉛直移動軸駆動装置１では、まず、鉛直移動軸２０が直線案内軸受３１によって案内支持される。図示例では鉛直移動軸２０の４隅を案内する静圧軸受３１に均等に流体圧力（エア圧力）がかけられて、鉛直移動軸２０が固定側部材１０内で真直に昇降案内される。また、傾斜平面５１に対向する第１の静圧軸受５２に上記圧力Ｐで設定される圧力流体が供給されることによって、静圧軸受５２が鉛直移動軸２０にその重量に相当するカウンタ推力を付与する。それで、リニアモータ４０が鉛直移動軸２０を所望の位置に停止制御する場合に、リニアモータ４０はカウンタ推力を出力する必要がない。
【００２９】
つぎに、リニアモータ４０は、鉛直移動軸２０を移動制御してつぎの停止位置に位置決め停止するため、移動側の慣性質量と速度制御のための加速度との積に見合う推力を発生する。このとき、本発明の駆動装置では、バランス装置５０によってリニアモータ４０に鉛直移動軸２０の重量が負荷されない。加えて、バランス装置５０を構成する移動側部材の慣性質量の増加分が傾斜平面５１の慣性質量だけである。それで、リニアモータ４０の鉛直移動軸２０の位置速度制御は、最小限の推力負荷で正確に行われる。
【００３０】
こうして、鉛直移動軸２０は、直線案内軸受３１によって支持案内案内されるとともに傾斜平面５１に対向する第１の静圧軸受５２によってカウンタ推力を付与される。そして、鉛直移動軸２０は、リニアモータ４０によって高精密に昇降位置を位置決め制御される。特に、直線案内軸受３１が静圧軸受である場合には、移動の際に摩擦抵抗の発生をほとんど伴わず、リニアモータはその高精密高応答な制御性を充分に発揮することができる。
【００３１】
鉛直移動軸駆動装置１は、図５および図６に示されるような第２の実施形態でも実施される。この実施形態も、機能的に第１の実施形態と同じ構成要素を有する。そこで、同一機能の要素には同じ符号を付けて説明がなされる。
【００３２】
この実施形態では、鉛直移動軸２０は、真直な３個の側面２０ａと傾斜した１個の傾斜平面５１とを有す。そして、３個の側面２０ａが従来公知の第２の静圧軸受３１によって支持案内され、１個の傾斜平面５１が第１の実施形態と同じ、軸受パッド部材５３とハウジング部材５４とからなる第１の静圧軸受５２によって支持案内される。これらの軸受において、向かい合う軸受面の面積は、当然等しくなっている。
【００３３】
特に、この実施形態では、バランス装置５０が一組の傾斜平面５１と第１の静圧軸受５２とからなり、鉛直移動軸２０の１側面のみに設けられる。そして、傾斜平面５１の反対側の側面に切り込まれた溝２０ｂに永久磁石列４１が固定されるとともに固定側部材１０にコアレスコイル４２が配置されてコアレスリニアモータ４０が構成される。このモータ４０を挟んだ鉛直移動軸２０の側面２０ａに配置された第２静圧軸受３１の軸受パッド面３１ａは、向かい合う第１の静圧軸受５２の軸受パッド面５２ａの面積の総計に略等しく形成される。
【００３４】
このような構成において、第２の静圧軸受３１に供給される流体圧力（エア圧力）は上記圧力と同じである。それで、この第２の静圧軸受３１は鉛直移動軸２０を従来通りに空気層によって押圧して静圧的に案内する。一方、傾斜平面５１に対面する第１の静圧軸受５２は、水平方向の分力が第２の静圧軸受３１で生成される推力に等しいとともに鉛直方向の分力が必要なカウンタ推力になるような推力を発生させる。このため、鉛直移動軸２０の傾斜角度、軸受パッド面積、および軸受パッド個数が流体圧力Ｐとともに予め計算され、設計され、調整されている。その結果、バランス装置５０は、水平方向の推力を相殺するとともに鉛直方向のカウンタ推力のみを鉛直移動軸２０に作用する。こうして、鉛直移動軸２０は第２の静圧軸受３１に沿って真直に、かつ摩擦抵抗もなく移動するとともにその傾斜平面５１を押す第１の静圧軸受５２のカウンタ推力によってその重量が相殺される。
【００３５】
上記第２の実施形態では、移動軸側が比較的軽量で、昇降ストロークが若干大きい場合に適しており、その構成も簡素になっている。
【００３６】
以上のような鉛直移動軸駆動装置１は、通常、図示省略されたＸＹテーブル装置の上に載置された構成、あるいは鉛直移動軸駆動装置１の鉛直移動軸２０上にＸＹテーブル装置が載置された構成で使用される。前者の場合、被測定物等は上記鉛直移動軸駆動装置１の鉛直移動軸２０上に載置される。また、後者の場合、被測定物等は上記ＸＹテーブル装置上に載置される。また、この鉛直移動軸駆動装置１は、被測定物等をその鉛直移動軸２０の下端に吊り下げる形態で門形フレームの梁部分に組み込まれた構成でも採用され得る。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載の鉛直移動軸駆動装置によれば、カウンタバランス装置が簡単な構成で、かつ駆動装置中にコンパクトに組み込まれるので、移動部材の慣性質量の増加が最小限に抑えられるとともにカウンタ推力が鉛直移動軸の位置や速度に影響されずに常に一定である。それで、鉛直移動軸が高精度高応答に位置速度制御される。
【００３８】
また、本発明の請求項２に記載した鉛直移動軸駆動装置によれば、静圧軸受が移動軸の中心軸に関して対称に配置されるので、カウンタ推力が力学的にバランスして移動軸の中心に作用して、鉛直移動軸の移動の真直性が向上する。また、静圧軸受を両側に配置することができるので、カウンタバランス力を比較的大きくすることができる。
【００３９】
また、本発明の請求項３に記載した鉛直移動軸駆動装置によれば、バランス装置を片側だけで済ますことができるので、移動装置の簡素化が可能になる。
【００４０】
また、本発明の請求項４に記載した鉛直移動軸駆動装置においては、駆動装置が鉛直移動軸内に組み込まれるとともに、固定側と移動側との間の磁気吸引力がモータ内に発生しないので、鉛直移動軸の移動の真直性が向上する。
【００４１】
また、本発明の請求項５に記載した鉛直移動軸駆動装置によれば、軸受や駆動装置が移動軸の中心軸に関して対称に配置されるとともに駆動装置が鉛直移動軸内にバランス良く収容されるので、熱的に、力学的にバランスして移動軸の真直性が向上する。また、静圧軸受を両側に配置することができるので、カウンタバランス力を比較的大きくすることができる。加えて、軸受が全て静圧軸受であるから鉛直移動軸の移動の際に摩擦抵抗をほとんど伴わず、スティックスリップの発生が抑えられる。
【００４２】
また、本発明の請求項６に記載した鉛直移動軸駆動装置によれば、バランサ装置や駆動装置を片側だけで済ますことができるので、装置の簡素化が可能になる。加えて、軸受が全て静圧軸受であるから鉛直移動軸の移動の際に摩擦抵抗をほとんど伴わず、スティックスリップの発生が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水平面で切断した断面で示す本発明の第１実施例に係る鉛直移動軸駆動装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る鉛直移動軸駆動装置を一部切除して示す全体側面図である。
【図３】図１の鉛直移動軸駆動装置のバランサ装置の詳細を示すとともに推力の作用する状態を示す断面図である。
【図４】図１の鉛直移動軸駆動装置のバランサ装置の詳細を示すとともに移動距離の関係を示す断面図である。
【図５】水平面で切断した断面で示す本発明の第２実施例に係る鉛直移動軸駆動装置の全体構成図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る鉛直移動軸駆動装置を一部切除して示す全体側面図である。
【符号の説明】
１      鉛直移動軸駆動装置
１０    固定側部材
２０    鉛直移動軸
２０ａ  鉛直移動軸の側面
２０ｂ  鉛直移動軸の溝
３１    直線案内軸受（第２の静圧軸受）
４０    駆動装置（コアレスリニアモータ）
４１    磁石列
４２    コアレスコイル
５０    バランス装置
５１    傾斜平面
５２    第１の静圧軸受
５３    軸受パッド
５４    ハウジング部材
【図１】
0004060622.tif 000002
【図２】
0004060622.tif 000003
【図３】
0004060622.tif 000004
【図４】
0004060622.tif 000005
【図５】
0004060622.tif 000006
【図６】
0004060622.tif 000007