(57)【要約】【課題】対象物を搭載するための搭載面の面積を確保しつつ、固有振動数が高く軽量な装置用定盤を提供する。【解決手段】対象物を搭載するための搭載面１２ａである平坦な一方の面を有する板状部１２の他方の面１２ｂに、搭載面１２ａの長手方向に沿って補強部１３が設けられている。この補強部１３は板状部１２の搭載面１２ａの長手方向に直交する断面が中空円弧形状の形状を有する。そして、補強部１３の中空円弧形状を維持するため、補強部１３の長手方向の両端および前記両端の間には補強板１４がそれぞれ配置されている。また、補強板１４の両側端縁に対応する部位に前記両側端縁から外方へ突出する板状部１２の突出部１２ｃを補強する補強リブ１５が設けられている。なお、補強板１４には軽量化のための穴１６が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を搭載するための搭載面を有する装置用定盤において、
前記搭載面が板状部の平坦な一方の面からなり、前記板状部の他方の面に補強部が設けられており、
前記補強部は前記搭載面の長手方向に対して直交する断面が中空円弧形状であって、前記補強部の長手方向の両端および前記両端の間には補強板がそれぞれ配置されていることを特徴とする装置用定盤。
【請求項２】
対象物を搭載するための搭載面を有する装置用定盤において、
前記搭載面が板状部の平坦な一方の面からなり、前記板状部の他方の面に補強部が設けられており、
前記補強部は前記搭載面の長手方向に対して直交する断面が中空五角形以上の中空多角形状であって、前記補強部の長手方向の両端および前記両端の間には補強板がそれぞれ配置されていることを特徴とする装置用定盤。
【請求項３】
前記補強板の両側端縁に対応する部位に、前記補強板の両側端縁から外方へ突出する前記板状部の突出部を補強する補強リブが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の装置用定盤。
【請求項４】
対象物を搭載するための搭載面を有する装置用定盤において、
前記搭載面が板状部の平坦な一方の面からなり、前記板状部の他方の面に補強部が設けられており、
前記補強部は前記搭載面の長手方向に対して直交する断面が中空円弧形状である中間部と、前記中間部の両端に配置された湾曲部よりなるドーム状の形状であり、前記中間部の両端および前記両端の間には補強板がそれぞれ配置されていることを特徴とする装置用定盤。
【請求項５】
前記補強板の両側端縁に対応する部位に、前記補強板の両側端縁から外方へ突出する前記板状部の突出部を補強する補強リブが設けられているとともに、前記湾曲部の外面から外方へ突出する前記板状部の突出部を補強する補強リブが設けられていることを特徴とする請求項４記載の装置用定盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密な生産機械、測定機、半導体製造装置に用いられる装置用定盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物を搭載するための搭載面を有する装置用定盤においては、搭載面積を確保した上で高固有振動数化と軽量化が望まれている。搭載面積を確保した上で高固有振動数化と軽量化を実現しているものとしては、特許文献１に開示された装置用定盤がある。
【０００３】
図６に示すように、装置用定盤１０１は、対象物を搭載する搭載面１０２が長辺１０３と短辺１０４とする矩形状の板体で構成されている。矩形状の板体の裏面には補強リブ１０５が格子状に設けられており、この補強リブ１０５の両側端部は搭載面１０２側から中央部に向かって傾斜している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１９５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された装置用定盤においては、装置用定盤の長手方向を軸とするねじり振動が最低次の固有振動として発現し易い。また、装置用定盤に対し更なる高固有振動数化と軽量化が要請されている。
【０００６】
本発明の目的は、装置用定盤を構成する材料を変えずに、搭載面の面積を確保しつつ、更なる高固有振動数化と軽量化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の装置用定盤は、対象物を搭載するための搭載面を有する装置用定盤において、前記搭載面が板状部の平坦な一方の面からなり、前記板状部の他方の面に補強部が設けられており、前記補強部は前記搭載面の長手方向に対して直交する断面が中空円弧形状であって、前記補強部の長手方向の両端および前記両端の間には補強板がそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上述のとおり構成されているので次に記載するような効果を奏する。
【０００９】
装置用定盤を構成する材料を変えずに、搭載面の面積を確保しつつ、従来の装置用定盤に比較してさらなる高固有振動数と、軽量化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
装置用定盤（以下、「定盤」という。）の長手方向を軸とするねじり振動が最低次の固有振動として発現し易いため、ねじり振動の固有振動数を向上することが、定盤の高固有振動数化に有効である。
【００１１】
一方、一様断面で真直な軸のねじり振動の固有振動数は、力学的観点から次式（１）に示す値に比例することが知られている。
【００１２】
【数１】
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また、式（１）中のＩｐとＩｐ’との間にはＩｐ≧Ｉｐ’なる関係が存在し、軸の断面形状が円形であるときに等号が成立することが知られている。なお、ここで言う円形とは中実形状であっても中空形状であっても良い。
【００１３】
今、定盤の長手方向を真直な軸の軸長方向に相当すると捉えた場合、式（１）中のＬは定盤の長手方向の寸法により決定される。式（１）によるとＬを小さくすることでねじり固有振動数の向上を狙えるが、本発明においては定盤の搭載面積を確保することを前提としているため、Ｌを小さくすることはできないものとする。したがって、以降Ｌは一定とする。
【００１４】
また、式（１）によると、Ｇ／ρを大きくすることでもねじり固有振動数の向上を狙える。しかしながら、Ｇ／ρは定盤を構成する材料により一意的に決定されるものであり、本発明においては定盤を構成する材料を変えないことを前提としているため、Ｇ／ρを大きくすることはできないものとする。したがって、以降Ｇ／ρは一定とする。
【００１５】
式（１）において、ＬおよびＧ／ρが一定の条件の下でねじり固有振動数を向上させるには、Ｉｐ’／Ｉｐを大きくする必要がある。式（１）中のＩｐとＩｐ’との間にはＩｐ≧Ｉｐ’なる関係が存在し、断面形状が円形であるときに等号が成立することから、Ｉｐ’／Ｉｐは断面形状が円形であるときに最大となる。したがって、式（１）においては断面形状が円形であるときにねじり固有振動数が最大となる。また、前記円形形状を中空形状とした上で円形部を形成する部材の板厚を薄くした場合でもＩｐ＝Ｉｐ’の関係は成立するため、前記板厚を薄くすることでねじり固有振動数を確保しつつ軽量化が可能となる。ただし、前記板厚を薄くするにあたり、ねじり振動以外の振動モード（例えば曲げ振動モード）の固有振動数が低下して、ねじり固有振動数を下回ることのないよう留意する必要がある。
【００１６】
実際の定盤においては平面である搭載面が必要なため、断面形状を完全な円形とすることは困難である。そこで本発明に係る装置用定盤は、断面全体の形状を中空円形に近づけることで、従来の定盤に比べてＩｐ’／Ｉｐを大きくすると同時に使用材料の少量化を狙ったものである。
【００１７】
すなわち、本発明に係る定盤は、対象物を搭載するための搭載面の長手方向に対して直交する断面を中空円弧形状や中空五角形以上の中空多角形状にすることで、断面全体の形状を中空円形に近づける。これにより、定盤を構成する材料を変えずに、搭載面の面積を確保しつつ、高固有振動数化と軽量化を実現するものである。
【００１８】
以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、図６に例示する従来の定盤との比較のため、次に挙げる寸法に関しては、従来の定盤および全実施例において共通としている。
【００１９】
すなわち、長手方向の長さＬ１６００ｍｍ、短手方向の長さＷ１４００ｍｍ、厚さＨ６００ｍｍ、長手方向と直交する断面における板状部の側端から補強部の外側壁面の壁厚センターまでの距離Ｘ３００ｍｍとした。
【００２０】
また、質量および固有振動数を図６に例示する従来の定盤と定量的に比較するため、従来の定盤の例および全実施例の定盤は共通の材料である鋳鉄により構成されていることを前提としている。
【００２１】
上記前提に基づき、図６に例示する従来の定盤１０１における質量を求めたところ、４２４４ｋｇであった。また、従来の定盤１０１の固有振動数を有限要素解析により求めたところ、最低次の振動モードは定盤１０１の長手方向を軸とするねじり振動であり、その振動数は３２１Ｈｚであった。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１による定盤を示すもので、（ａ）は定盤を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２３】
実施例１による定盤１１は、対象物を搭載するための搭載面１２ａである平坦な一方の面を有する板状部１２の他方の面１２ｂに、前記搭載面の長手方向に沿って補強部１３が設けられている。この補強部１３は、板状部１２における搭載面１２ａの長手方向に直交する断面が中空円弧形状の形状を有している。
【００２４】
そして、補強部１３の中空円弧形状を維持するため、補強部１３の長手方向の両端および前記両端の間には補強板１４がそれぞれ配置されている。また、補強板１４の両側端縁に対応する部位に、補強板１４の両側端縁から外方へ突出する板状部１２の突出部１２ｃを補強する補強リブ１５が設けられている。なお、補強板１４には軽量化のための穴１６が設けられている。
【００２５】
図５は実施例１の定盤１１に支持脚６７を取り付けた例を示したものであり、定盤１１を斜め下方より見た際の斜視図である。本例においては、床の振動が定盤１１に伝わるのを防止するために、空気ばね６８を介して支持脚６７を取り付けている。
【００２６】
本実施例における定盤１１の質量は３１３４ｋｇであり、図６に例示する従来の定盤１０１に比べ２６％の軽量化を実現している。また、定盤１１の固有振動数を有限要素解析により求めたところ、最低次の振動モードは定盤１１の長手方向を軸とするねじり振動であり、その振動数は６３３Ｈｚであった。これは図６に例示する従来の定盤１０１に比べ９７％の高固有振動数化を実現している。
【実施例２】
【００２７】
図２は、本発明の実施例２による定盤を示すもので、（ａ）は定盤を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２８】
実施例２による定盤２１は、対象物を搭載するための搭載面２２ａである平坦な一方の面を有する板状部２２の他方の面２２ｂに、搭載面２２ａの長手方向に沿って補強部２３が設けられている。この補強部２３は、板状部２２における搭載面２２ａの長手方向に直交する断面が中空五角形の形状を有している。
【００２９】
そして、補強部２３の中空五角形を維持するため、補強部２３の長手方向の両端および前記両端の間には補強板２４がそれぞれ配置されている。また、補強板２４の両側端縁に対応する部位に、補強板２４の両側端縁から外方へ突出する板状部２２の突出部２２ｃを補強する補強リブ２５が設けられている。
【００３０】
なお、補強板２４には、軽量化のための穴２６が設けられている。また、定盤２１に支持脚を取り付ける例については、実施例１における図５に示した例と同様でよいので説明は省略する。
【００３１】
実施例２における定盤２１の質量は３３８１ｋｇであり、図６に例示する従来の定盤１０１に比べ２０％の軽量化を実現している。また、定盤２１の固有振動数を有限要素解析により求めたところ、最低次の振動モードは定盤２１の長手方向を軸とするねじり振動であり、その振動数は６２１Ｈｚであった。これは図６に例示する従来の定盤１０１に比べ９３％の高固有振動数化を実現している。
【実施例３】
【００３２】
図３は、本発明の実施例３による定盤を示すもので、（ａ）は定盤を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００３３】
実施例３による定盤３１は、対象物を搭載するための搭載面３２ａである平坦な一方の面を有する板状部３２の他方の面３２ｂに搭載面３２ａの長手方向に沿って補強部３３が設けられている。この補強部３３は、板状部３２における搭載面３２ａの長手方向に対して直交する断面が中空六角形の形状を有している。
【００３４】
そして、補強部３３の中空六角形を維持するため、補強部３３の長手方向の両端および前記両端間には補強板３４がそれぞれ配置されている。また、補強板３４の両側端縁に対応する部位に、補強板３４の両側端縁から外方へ突出する板状部３２の突出部３２ｃを補強する補強リブ３５が設けられている。
【００３５】
なお、補強板３４には、軽量化のための穴３６が設けられている。また、定盤３１に支持脚を取り付ける例については、実施例１における図５に示した例と同様でよいので説明は省略する。
【００３６】
実施例３における定盤３１の質量は３２１３ｋｇであり、図６に例示する従来の定盤１０１に比べて２４％の軽量化を実現している。また、定盤３１の固有振動数を有限要素解析により求めたところ、最低次の振動モードは定盤３１の長手方向を軸とするねじり振動であり、その振動数は６３９Ｈｚであった。これは図６に例示する従来の定盤１０１に比べて９９％の高固有振動数化を実現している。
【実施例４】
【００３７】
図４は、本発明の実施例４による定盤を示すもので、（ａ）は定盤を斜め上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｄ）は側面図である。
【００３８】
実施例４による定盤４１は、対象物を搭載するための搭載面４２ａである平坦な一方の面を有する板状部４２の他方の面４２ｂに搭載面４２ａの長手方向に沿って補強部４３が設けられている。この補強部４３は、板状部４２における搭載面４２ａの長手方向に対して直交する断面が、中空円弧形状の中間部と、前記中間部の両端にそれぞれ設けられた湾曲部４７とよりなるドーム状の形状を有する。
【００３９】
そして、中間部の中空円弧形状を維持するため、中間部には補強板４４が長手方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、補強板４４の両側端縁に対応する部位に補強板４４の両側端縁から外方へ突出する板状部４２の突出部４２ｃを補強する補強リブ４５が設けられているとともに、湾曲部４７の外面から外方へ突出する板状部４２の突出部４２ｃを補強する補強リブ４８が設けられている。
【００４０】
なお、補強板４４および湾曲部４７には軽量化のための穴４６が設けられている。また、定盤４１に支持脚を取り付ける例については、実施例１における図５に示した例と同様でよいので説明は省略する。
【００４１】
実施例４における定盤４１の質量は２９３３ｋｇであり、図６に例示する従来の定盤１０１に比べて３１％の軽量化を実現している。また、前記定盤４１の固有振動数を有限要素解析により求めたところ、最低次の振動モードは定盤４１の長手方向を軸とするねじり振動であり、その振動数は６８３Ｈｚであった。これは図６に例示する従来の定盤１０１に比べて１１３％の高固有振動数化を実現している。
【００４２】
なお、実施例１〜４においては、補強板の両側端縁に対応する部位に、補強板の両側端縁から外方へ突出する板状部の突出部を補強する補強リブを設けている。
【００４３】
しかし、これに限らず、前記板状部の突出部の突出長さが短くて補強の必要がない場合には補強リブは設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係る定盤を示し、（ａ）は斜上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】実施例２に係る定盤を示し、（ａ）は斜上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】実施例３に係る定盤を示し、（ａ）は斜上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】実施例４に係る定盤を示し、（ａ）は斜上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｄ）は側面図である。
【図５】実施例１による定盤に支持脚を取り付けた例を示す斜視図である。
【図６】従来の定盤の一例を示し、（ａ）は斜上方から見た斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１、２１、３１、４１    装置用定盤（定盤）
１２、２２、３２、４２    板状部
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ    一方の面
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ    他方の面
１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、４２ｃ    突出部
１３、２３、３３、４３    補強部
１４、２４、３４、４４    補強板
１５、２５、３５、４５、４８    補強リブ
１６、２６、３６、４６    穴
４７    湾曲部
６７    支持脚
６８    空気ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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