案内装置
【課題】ガイドレールに対してスライダを着座させる際の姿勢制御を有効に行える案内装置を提供する。
【解決手段】第１の支持面１３ａの凹部１３ｄと第２の支持面１３ｂの凹部１３ｆとが、独立して流体の供給を中止可能な配管系即ち第１通路１３ｈ、第２通路１３ｉを介して、圧縮空気源Ａ，Ｂに接続されているので、例えばバルブＶ２を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの隙間を維持しつつ、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座することができ、或いはバルブＶ３を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの隙間を維持しつつ、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することができ、これによりスライダ１３を静止した際に、これに連結されたテーブル等に載置されたワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。
【解決手段】第１の支持面１３ａの凹部１３ｄと第２の支持面１３ｂの凹部１３ｆとが、独立して流体の供給を中止可能な配管系即ち第１通路１３ｈ、第２通路１３ｉを介して、圧縮空気源Ａ，Ｂに接続されているので、例えばバルブＶ２を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの隙間を維持しつつ、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座することができ、或いはバルブＶ３を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの隙間を維持しつつ、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することができ、これによりスライダ１３を静止した際に、これに連結されたテーブル等に載置されたワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、精密直線案内に使用される静圧空気軸受等の案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置用の露光装置、ボンダ等の精密加工装置、或いは精密な組立、検査等を行う装置においては、ワークを支持するテーブルを精密且つ高速で位置決めする機能が要求される。この種のテーブルを支持するために、ガイドレールの案内面に外部の空気供給源より加圧した空気等の流体を吐出させ、非接触でテーブルを案内する静圧軸受等の案内装置が多く用いられる。静圧軸受は、空気等の流体の膜により数μｍのギャップ間を浮上しているので、摺動抵抗が少なく、案内面や静圧軸受の表面の微小なうねり、表面粗さに影響されることなく、テーブル面内で平均化された浮上量を保つ平均化効果が得られるので、非常に精度の高い位置決めが可能である。このような案内装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１によれば、固定体の２つの案内面にそれぞれ対向する軸受ケースを備えたテーブルを設けており、同一の圧縮空気源から圧縮気体噴出部を介して吹き出された空気により、軸受ケースと案内面との間に静圧を形成し、同時に真空吸着部を介して吹き出された空気を回収することで、固定体に対して移動体を相対移動方向に直交する２方向において、所定の隙間を空けて浮上した状態で剛性高く支持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２２２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の従来技術において、圧縮空気源から圧縮気体噴出部へ供給される空気を中断すると、真空吸着部の機能により固定体に対して移動体が吸着され着座することとなる。ところが、例えばテーブルにワークを載置した場合、ワークの質量、形状、載置位置などを要因として不均一なモーメントがテーブルに作用し、案内面に対して移動体の姿勢が変化した状態で着座することがあり、かかる状態でワークの加工や検査を行うと、加工誤差や検査誤差を招く恐れがある。
【０００６】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、ガイドレールに対してスライダを着座させる際の姿勢制御を有効に行える案内装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、下記のように構成される。
（１）第１の案内面と、前記第１の案内面に交差する方向に延在する第２の案内面とを備えたガイドレールと、
前記第１の案内面に対向する第１の支持面と、前記第２の案内面に対向する第２の支持面とを備えたスライダとを有する案内装置において、
前記第１の支持面には、前記第１の案内面に対向した第１の流体供給部及び第１の流体回収部を設け、
前記第２の支持面には、前記第２の案内面に対向した第２の流体供給部及び第２の流体回収部を設け、
前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部に対して、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されていることを特徴とする案内装置。
（２）前記ガイドレールに対して前記スライダを相対移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする（１）に記載の案内装置。
（３）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータから回転力を伝達されるねじ軸と、前記ねじ軸の回転力を軸線方向力に変換するナットとを有し、前記ナットと前記スライダとは、前記ねじ軸の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段を介して連結されていることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（４）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定された固定子と、前記スライダに連結された可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（５）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータの回転軸に取り付けられたプーリと、前記スライダに連結され前記プーリに係合して駆動力を受けるワイヤ部材とからなることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（６）前記ガイドレールと前記スライダとの相対運動を制動する制動装置を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の案内装置。
（７）異常時には、前記制動装置を制動させた後、前記加圧流体源と、前記第１の流体供給部及び前記第２の流体供給部とを連結する配管系を同時に閉鎖することを特徴とする（６）に記載の案内装置。
（８）前記第１の支持面において、前記第１の流体回収部は、一対の前記第１の流体供給部の間に形成されており、
前記第２の支持面において、前記第２の流体回収部は、一対の前記第２の流体供給部の間に形成されていることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の案内装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部とが、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されているので、例えば前記第１の流体供給部からの流体の供給を中断した場合、前記第２の支持面と前記第２の案内面との隙間を維持しつつ、即ち平行度を保ったまま前記第１の支持面が前記第１の案内面に着座することができ、或いは前記第２の流体供給部からの流体の供給を中断した場合、前記第１の支持面と前記第１の案内面との隙間を維持しつつ、即ち平行度を保ったまま前記第２の支持面が前記第２の案内面に着座することができ、これにより前記スライダを静止した際に、前記スライダに連結されたテーブルやワークの重量やアンバランスに基づくモーメントに抗して姿勢を維持しつつ、ワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。又、前記第１の流体供給部からの流体の圧力と流量と、前記第２の流体供給部からの流体の圧力と流量とを微調整すれば、前記第１の支持面と前記第１の案内面との隙間と、前記第２の支持面と前記第２の案内面との隙間とを精度良く設定できるため、前記スライダを移動方向に直交する方向において精度良く位置決めできる。尚、流体としては、空気を好適に用いることができるが、それに限られない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかる案内装置の斜視図である。
【図２】図１の構成をII-II線を含む面で切断し矢印方向に見た図である。
【図３】図１の構成をIII-III線を含む面で切断し矢印方向に見た図である。
【図４】図１の構成をIV-IV線で切断し矢印方向に見た図である。
【図５】図１の構成を矢印V方向に見た図である。
【図６】図１の構成の一部を矢印IV方向に見た図である。
【図７】連結装置の変形例を示す図６と同様な方向から見た図である。
【図８】別な実施の形態にかかる案内装置の図２と同様な断面図である。
【図９】図９（ａ）は別な実施の形態にかかる案内装置の上面図であり、図９（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる案内装置の斜視図である。図１において、定盤Ｇ上には、矩形板状のスペーサ１１を介して、正角筒状のガイドレール１２が軸線を定盤Ｇと平行にして配置されている。ガイドレール１２の上面は、第１の案内面１２ａであり、それに直交する側面は第２の案内面１２ｂとなっている。
【００１１】
ガイドレール１２に沿って移動可能となるように、スライダ１３が設けられている。スライダ１３は、２つの矩形板を直交させて一体的に連結した形状を有し、第１の案内面１２ａに対向して第１の支持面１３ａを有し、また第２の案内面１２ｂに対向して第２の支持面１３ｂを有している。尚、スライダ１３の上面には、ワークを載置したテーブル（不図示）が取り付けられている。
【００１２】
スライダ１３の側面は、後述する連結装置を介してナット１４に連結されている。ナット１４は良く知られているように雌螺旋溝（不図示）を有し、これに雄螺旋溝を螺合させるようにしてねじ軸１５が配置されている。ねじ軸１５は、ガイドレール１２の軸線に平行に延在し、定盤Ｇに固定された支柱１６に取り付けられたサーボモータ１７の回転軸に連結されている。サーボモータ１７，ねじ軸１５，ナット１４により、サーボモータ１７から伝達された回転運動をナット１４の軸線方向運動に変換するアクチュエータを構成する。尚、ねじ軸１５の回転数は、サーボモータ１７の端部に装着されたセンサ１８により検出できる。スライダ１３の下端には、後述するように制動装置ＢＲが設けられている。
【００１３】
図４を参照して、スライダ１３の第１の支持面１３ａの中央には、第１の流体回収部として矩形浅皿状の凹部１３ｃが形成され、その周囲に、凹部１３ｃを挟むようにして対称的に、第１の流体供給部としての円形浅皿状の凹部１３ｄが４つ形成されている。同様に、スライダ１３の第２の支持面１３ｂの中央には、第２の流体回収部として矩形浅皿状の凹部１３ｅが形成され、その周囲に、凹部１３ｅを挟むようにして対称的に、第２の流体供給部としての円形浅皿状の凹部１３ｆが４つ形成されている。
【００１４】
図３に示すように、凹部１３ｃ及び凹部１３ｅの中央は、スライダ１３内に形成された共通の通路１３ｇを介して、外部のコネクタＣＮ１に接続されている。コネクタＣＮ１は、簡略化して示す配管Ｈ１を介して、負圧ポンプＰ−に接続されている。
【００１５】
また図２に示すように、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄ内には、カーボンやグラファイトなどからなる円盤状の多孔質パッドＰＤが密着配置されている。多孔質パッドＰＤの表面と、その周囲の第１の支持面１３ａの表面（ランド部という）は面一となっており、スライダ１３が軽量且つ安価なアルミ製である場合、第１の支持面１３ａの表面はアルマイト処理がなされていると好ましい。また各凹部１３ｄの中央は、スライダ１３内に形成された第１通路１３ｈを介して、外部のコネクタＣＮ２に接続されている。コネクタＣＮ２は、簡略化して示す、流量計７０ａ、流力調整機構７１ａ、配管Ｈ２及び開閉自在なバルブＶ２を介して、加圧流体源である圧縮空気源Ａに接続されている。
【００１６】
一方、第２の支持面１３ｂにおける各凹部１３ｆ内にも、カーボンやグラファイトなどからなる円盤状の多孔質パッドＰＤが密着配置されている。多孔質パッドＰＤの表面と、その周囲の第２の支持面１３ｂの表面（ランド部という）は面一となっており、スライダ１３が軽量且つ安価なアルミ製である場合、第２の支持面１３ｂの表面もアルマイト処理がなされていると好ましい。また各凹部１３ｆの中央は、スライダ１３内に形成された第２通路１３ｉを介して、外部のコネクタＣＮ３に接続されている。コネクタＣＮ３は、簡略化して示す、流量計７０ｂ、流力調整機構７１ｂ、配管Ｈ３及び開閉自在なバルブＶ３を介して、加圧流体源である圧縮空気源Ｂに接続されている。尚、ここでは、第１通路１３ｈと第２通路１３ｉとが完全に独立しているが、単一の圧縮空気源から分岐した後に、バルブ２，Ｖ３を介して凹部１３ｄ、１３ｆにそれ加圧空気を振り分けるようにした一部共通の配管系とすることも可能である。
【００１７】
制御装置について説明する。図５は、図１の構成を矢印V方向に見た図である。図１，５において、スライダ１３の下端面に取り付けられた一対の支持部２１が下方に延在しており、支持部２１間において、鋼板製の弾性板２３が水平に延在するように取り付けられている。弾性板２３の下面には、定盤Ｇの表面に対向するようにしてブレーキ部材２４が取り付けられている。ブレーキ部材２４の定盤Ｇに対する対向面には、カーボンやグラファイトなどからなる多孔質パッドＰＤを内部に密着配置した凹部２４ａが形成されており、凹部２４ａは、配管Ｈ４及びバルブＶ４を介して圧縮空気源Ｃに接続されている。
【００１８】
連結装置について説明する。図６は、図１の構成の一部を矢印IV方向に見た図である。図６において、スライダ１３は、ねじ軸１５（図１）の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段である連結装置ＣＰを介して、ナット１４に連結されている。連結装置ＣＰは、スライダ１３の側面に直角に固定される板状の連結部材３１と、連結部材３１を軸線方向に挟持するボール３２，３３を有している。ボール３２は、ナット１４の凹部１４ａにおける軸線方向に平行に隔置した当接面のうち一方の面１４ｂに当接し、ボール３３は、円筒ころ３４を介在させつつ、他方の面１４ｃに螺合されたねじ部材３５の端部に当接している。尚、円筒ころ３４は、ねじ軸１５（図１）との平行度を維持しつつ、他方の面１４ｃに形成された案内孔３６に嵌合している。
【００１９】
ねじ部材３５を回転させると、その端部が他方の面１４ｃから突出するようになるが、これにより円筒コロ３４を介して、ボール３３がねじ軸１５と平行に押圧され、更に連結部材３１を介してボール３２を凹部１４ａの一方の面１４ｂに対して押しつけるようにしており、これにより部材間のガタを排除するようになっている。
【００２０】
円筒ころ３４を介在させる理由は、ねじ部材３５の端面を直接にボール３３に当てると、一般にねじ端面は平坦ではないから均一に押圧することが困難であり、且つねじ端面に突起があればボール３３を傷つけるおそれがあるためである。したがって、円筒ころ３４の両端面は、ねじ軸１５と直角で且つ十分平滑な面であることが望ましい。
【００２１】
次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、圧縮空気源Ｃから供給された加圧空気は、連通状態のバルブＶ４を通過し配管Ｈ４を介して、ブレーキ部材２４の凹部２４ａの多孔質パッドＰＤより定盤Ｇに向かって吹き出されるため、ブレーキ部材２４は、弾性板２３の弾性力に抗して定盤Ｇから離れるように移動する。よって、ブレーキ部材２４と定盤Ｇとの間の摩擦力が消失する。
【００２２】
次いで、図２において、圧縮空気源Ａから供給された加圧空気は、開放状態のバルブＶ２と、流量調整機構７１ａを通過し、配管Ｈ２からコネクタＣＮ２を介して、流量計７０ａより空気の流量が測定され、スライダ１３の第１通路１３ｈに進入し、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄの多孔質パッドＰＤを介して、ガイドレール１２の第１の案内面１２ａに向かって吐出し、スライダ１３をガイドレール１２に対して上昇させる。吐出された加圧空気は、第１の支持面１３ａの凹部１３ｃに捕捉され、通路１３ｇを介してスライダ１３の外部へと抜け、コネクタＣＮ１を介して負圧ポンプＰ−に吸引されるようになっている。即ち、圧縮空気源Ａから供給され、流量計７０ａで測定された加圧空気の流量と、凹部１３ｃから負圧ポンプＰ−に吸引された空気の流量とを調整することで、第１の案内面１２ａと第１の支持面１３ａとの間に微小な隙間（例えば５μｍ）を形成することが出来る。具体的には、流量計７０ａで測定した空気の流量を、流量調整機構７１ａにフィードバックして、空気の流量を調整する。
【００２３】
一方、図２において、圧縮空気源Ｂから供給された加圧空気は、開放状態のバルブＶ３、流量調整機構７１ｂを通過し、配管Ｈ３からコネクタＣＮ３を介して、流量計７０ｂより空気の流量が測定され、スライダ１３の第２通路１３ｉに進入し、第２の支持面１３ｂにおける各凹部１３ｆの多孔質パッドＰＤを介して、ガイドレール１２の第２の案内面１２ｂに向かって吐出し、スライダ１３をガイドレール１２に対して左方に移動させる。吐出された加圧空気は、第２の支持面１３ｂの凹部１３ｅに捕捉され、通路１３ｇを介してスライダ１３の外部へと抜け、コネクタＣＮ１を介して負圧ポンプＰ−に吸引されるようになっている。即ち、圧縮空気源Ｂから供給され、流量計７０ｂで測定された加圧空気の流量と、凹部１３ｅから負圧ポンプＰ−に吸引された空気の流量とを調整することで、第２の案内面１２ａと第２の支持面１３ｂとの間に微小な隙間（例えば５μｍ）を形成することが出来る。具体的には、流量計７０ｂで測定した空気の流量を、流量調整機構７１ｂにフィードバックして、空気の流量を調整する。
【００２４】
以上により、スライダ１３はガイドレール１２に対して非接触状態でありながら高剛性で支持されることとなる。かかる状態で、不図示の駆動回路よりサーボモータ１７に電力を供給すると、ねじ軸１５が回転し、それに応じてナット１４がガイドレール１２に沿って移動するので、連結装置ＣＰを介してスライダ１３を同方向に移動させることができ、不図示のテーブル上に載置されたワークを所望の位置に移動させることができる。
【００２５】
所望の位置にきたワークに対して加工や検査を行おうとする場合、スライダ１３を静止させる必要がある。ここでは、制動装置ＢＲを用いてスライダ１３を静止させる。より具体的には、図５（ｂ）に示すようにバルブＶ４を大気開放状態にすると、配管Ｈ４の気圧は大気圧と等しくなり、ブレーキ部材２４の凹部２４ａの多孔質パッドＰＤより空気が吐出されず、ブレーキ部材２４は、弾性板２３の付勢力で定盤Ｇに向かって押圧され、定盤Ｇとブレーキ部材２４との間に働く摩擦力でスライダ１３は迅速に停止する。
【００２６】
スライダ１３が停止した後、図２において、バルブＶ２を閉止すると、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄの多孔質パッドＰＤから加圧空気が吐出されなくなる。かかる場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの間の空気は、凹部１３ｃから外部に吸引にされるので、急速に面間圧力（静圧）が低下して負圧になり、第１の支持面１３ａは第１の案内面１２ａに着座することとなる。このとき、スライダ１３とガイドレール１２との間に相対移動がないので、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとが傷付くことはない。又、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの間は、相変わらず一定の静圧状態で高剛性で維持されているので、水平方向の位置決め精度を維持しつつ、スライダ１３の変位を垂直方向のみに抑えることができる。
【００２７】
ここで、ナット１４はねじ軸１５により定盤Ｇに対して剛的に支持されているので、スライダ１３が変位すると、ねじ軸１５に無理な応力を与える恐れがある。これに対し本実施の形態においては、連結装置ＣＰにより、かかる問題を解消している。より具体的には図６において、スライダ１３がガイドレール１２に着座する方向（図６で紙面垂直方向）に相対変位した場合でも、ボール３２，３３が連結部材３１に沿って転動することで、かかる相対変位を許容するようになっている。
【００２８】
尚、バルブＶ２の代わりにバルブＶ３を閉止すれば、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することとなる。このとき、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの間は、相変わらず一定の静圧状態で高剛性に維持されているので、垂直方向の位置決め精度を維持しつつ、スライダ１３の変位を水平方向のみに抑えることができる。かかる場合、図６の連結装置ＣＰにおいて、連結部材３１がナット１４に近接するように移動すると、ボール３２，３３が連結部材３１上を転動し、スライダ１３とナット１４との相対変位を許容するようになっている。
【００２９】
異常時には、制動装置ＢＲを用いてスライダ１３を静止させるか静止直前の状態とし、更にバルブＶ２及びバルブＶ３を同時に閉止すれば、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座し、同時に第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座するので、スライダ１３を直ちに静止できる。
【００３０】
本実施の形態によれば、第１の支持面１３ａの凹部１３ｄと第２の支持面１３ｂの凹部１３ｆとが、独立して流体の供給を中止可能な配管系即ち第１通路１３ｈ、第２通路１３ｉを介して、圧縮空気源Ａ，Ｂに接続されているので、例えばバルブＶ２を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの隙間を維持しつつ、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座することができ、或いはバルブＶ３を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの隙間を維持しつつ、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することができ、これによりスライダ１３を静止した際に、スライダ１３に連結されたテーブルやワークの重量やアンバランスに基づくモーメントに抗して姿勢を維持しつつ、ワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。
【００３１】
図７は、連結装置の変形例を示す図６と同様な方向から見た図である。連結装置ＣＰは、スライダ１３に固定されナット１４に向かって延在する第１連結部３７と、スライダ１３に向かって延在するナット１４の一部である第２連結部１４ｅ及び第３連結部１４ｄを備える。第２連結部１４ｅ及び第３連結部１４ｄは、第１連結部３７を間に挟むようにして、ガイドレール１２（図１）の軸線方向に互いに離間して配置されている。また、第１連結部３７と第２連結部１４ｅ及び第１連結部３７と第３連結部１４ｄは、それぞれ金属製のワイヤ（線条体）３８ａ，３８ｂによって連結されている。ワイヤ３８ａ，３８ｂは共にガイドレール１２の軸線に対して平行に配置されている。ワイヤ３８ａの両端部はそれぞれ第１連結部３７と第２連結部１４ｅとにねじ３９で固定されており、一方、ワイヤ３８ｂの両端部はそれぞれ第１連結部３７と第３連結部１４ｄとにねじ３９で固定されている。尚、本変形例では、線条体として金属製のワイヤを採用しているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、合成樹脂その他の素材の線条体を用いてもよい。また、ワイヤ３８ａ，３８ｂの固定は、ねじ３９以外の慣用の固定手段を用いてもよい。
【００３２】
ここで、ねじ止めされた各ワイヤ３８ａ，３８ｂには、サーボモータ１７の駆動によってナット１４をねじ軸１５に沿って往復移動させた時に、第１連結部３７と第２連結部１４ｅとの間隔Ｌ1 及び第１連結部３７と第３連結部１４ｄとの間隔Ｌ２ の保持が可能な張力が付与されている。これにより、ナット１４とスライダ３とのガイドレール１２の軸線方向の連結剛性を確保して、ナット１４に連動したスライダ１３の円滑な直動を可能にすることができる。一方、スライダ１３がガイドレール１２に着座する方向（図７で紙面垂直方向又は上下方向）に相対変位した場合、ワイヤ３８ａ，３８ｂが伸びる又は捻れることで、かかる相対変位を許容するようになっている。更に、本変形例の連結装置ＣＰは、スライダ１３とナット１４とのピッチング及びヨーイング方向の連結剛性を弱くしてねじ軸１５の回転によって生じるナット１４の振動を各ワイヤ３８ａ，３８ｂの変形により吸収し、これにより該振動がスライダ１３に伝達されることも抑制できる。
【００３３】
図８は別な実施の形態にかかる案内装置の図２と同様な断面図であるが、配管等は省略している。図８において、上述した実施の形態に対し異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、アクチュエータとして、固定子５２と可動子５３とからなるリニアモータＬＭを用いている。
【００３４】
より具体的には、定盤Ｇ上に、ガイドレール１２に沿って一対の側壁５１，５１が平行に隔置して形成されており、側壁５１，５１の内側面には、互いに対向するようにして一対の固定子５２、５２が取り付けられている。固定子５２、５２は、それぞれガイドレール１２に沿った方向に交互に極性を変えて並べられた複数の磁石からなる。一対の固定子５２、５２間には、板状の可動子５３が非接触で配置されている。可動子５３は、支持板５４を介してスライダ１３に連結されている。それ以外の構成については上述した実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態のリニアモータＬＭによれば、不図示の電源より可動子５３に電力を供給することにより、固定子５２、５２との間に磁力が発生し、かかる磁力を用いてスライダ１３をガイドレール１２に対して移動させることができる。
【００３６】
図９（ａ）は別な実施の形態にかかる案内装置の上面図であり、図９（ｂ）は側面図であるが、配管等は省略している。図９において、上述した実施の形態に対し異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、アクチュエータとして、モータ６１とワイヤ部材Ｗとを用いている。
【００３７】
より具体的には、定盤Ｇ上におけるガイドレール１２の一端（図９で右端）側に、回転軸６１ａを鉛直方向上方に突き出すようにしてサーボモータ６１が配置されている。回転軸６１ａには駆動プーリ６２が固定され一体的に回転するようになっている。一方、定盤Ｇ上におけるガイドレール１２の他端（図９で左端）側に形成されたボス６３上には、不図示の軸に支持された従動プーリ６４が回転自在に設けられてる。駆動プーリ６２と従動プーリ６４の双方に係合し、且つ両端をスライダ１３に連結するようにして、ワイヤ部材Ｗが張設されている。
【００３８】
本実施の形態のリニアモータＬＭによれば、不図示の電源よりサーボモータ６１に電力を供給することにより、回転軸６１ａと共に駆動プーリ６２が回転し、それに係合したワイヤ部材Ｗが駆動力を受けて移動し、スライダ１３を引っ張ってガイドレール１２に対して移動させることができる。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１１ スペーサ
１２ ガイドレール
１２ａ 第１の案内面
１２ｂ 第２の案内面
１３ スライダ
１３ａ 第１の支持面
１３ｂ 第２の支持面
１３ｃ 凹部
１３ｄ 凹部
１３ｅ 凹部
１３ｆ 凹部
１３ｇ 通路
１３ｈ 通路
１３ｉ 通路
１４ ナット
１４ａ 凹部
１４ｂ 面
１４ｃ 面
１４ｄ 第３連結部
１４ｅ 第２連結部
１５ ねじ軸
１６ 支柱
１７ サーボモータ
１８ センサ
２１ 支持部
２３ 弾性板
２４ ブレーキ部材
２４ａ 凹部
３１ 連結部材
３２ ボール
３３ ボール
３４ 円筒コロ
３５ 連結部
３５ 部材
３６ 案内孔
３７ 第１連結部
３８ａ ワイヤ
３８ｂ ワイヤ
５１ 側壁
５２ 固定子
５３ 可動子
５４ 支持板
６１ サーボモータ
６１ａ 回転軸
６２ 駆動プーリ
６３ ボス
６３ 従動プーリ
６４ 従動プーリ
７０ａ 第１の流量計
７０ｂ 第２の流量計
７１ａ 第１の流量調整機構
７１ｂ 第２の流量調整機構
ＬＭ リニアモータ
Ｗ ワイヤ部材
Ａ 圧縮空気源
Ｂ 圧縮空気源
ＢＲ 制動装置
Ｃ 圧縮空気源
ＣＮ１ コネクタ
ＣＮ２ コネクタ
ＣＮ３ コネクタ
ＣＰ 連結装置
Ｇ 定盤
Ｈ１ 配管
Ｈ２ 配管
Ｈ３ 配管
Ｈ４ 配管
Ｌ1 間隔
Ｌ２ 間隔
Ｐ− 負圧ポンプ
ＰＤ 多孔質パッド
Ｖ２ バルブ
Ｖ３ バルブ
Ｖ４ バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、精密直線案内に使用される静圧空気軸受等の案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置用の露光装置、ボンダ等の精密加工装置、或いは精密な組立、検査等を行う装置においては、ワークを支持するテーブルを精密且つ高速で位置決めする機能が要求される。この種のテーブルを支持するために、ガイドレールの案内面に外部の空気供給源より加圧した空気等の流体を吐出させ、非接触でテーブルを案内する静圧軸受等の案内装置が多く用いられる。静圧軸受は、空気等の流体の膜により数μｍのギャップ間を浮上しているので、摺動抵抗が少なく、案内面や静圧軸受の表面の微小なうねり、表面粗さに影響されることなく、テーブル面内で平均化された浮上量を保つ平均化効果が得られるので、非常に精度の高い位置決めが可能である。このような案内装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１によれば、固定体の２つの案内面にそれぞれ対向する軸受ケースを備えたテーブルを設けており、同一の圧縮空気源から圧縮気体噴出部を介して吹き出された空気により、軸受ケースと案内面との間に静圧を形成し、同時に真空吸着部を介して吹き出された空気を回収することで、固定体に対して移動体を相対移動方向に直交する２方向において、所定の隙間を空けて浮上した状態で剛性高く支持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２２２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の従来技術において、圧縮空気源から圧縮気体噴出部へ供給される空気を中断すると、真空吸着部の機能により固定体に対して移動体が吸着され着座することとなる。ところが、例えばテーブルにワークを載置した場合、ワークの質量、形状、載置位置などを要因として不均一なモーメントがテーブルに作用し、案内面に対して移動体の姿勢が変化した状態で着座することがあり、かかる状態でワークの加工や検査を行うと、加工誤差や検査誤差を招く恐れがある。
【０００６】
そこで本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、ガイドレールに対してスライダを着座させる際の姿勢制御を有効に行える案内装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、下記のように構成される。
（１）第１の案内面と、前記第１の案内面に交差する方向に延在する第２の案内面とを備えたガイドレールと、
前記第１の案内面に対向する第１の支持面と、前記第２の案内面に対向する第２の支持面とを備えたスライダとを有する案内装置において、
前記第１の支持面には、前記第１の案内面に対向した第１の流体供給部及び第１の流体回収部を設け、
前記第２の支持面には、前記第２の案内面に対向した第２の流体供給部及び第２の流体回収部を設け、
前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部に対して、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されていることを特徴とする案内装置。
（２）前記ガイドレールに対して前記スライダを相対移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする（１）に記載の案内装置。
（３）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータから回転力を伝達されるねじ軸と、前記ねじ軸の回転力を軸線方向力に変換するナットとを有し、前記ナットと前記スライダとは、前記ねじ軸の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段を介して連結されていることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（４）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定された固定子と、前記スライダに連結された可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（５）前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータの回転軸に取り付けられたプーリと、前記スライダに連結され前記プーリに係合して駆動力を受けるワイヤ部材とからなることを特徴とする（２）に記載の案内装置。
（６）前記ガイドレールと前記スライダとの相対運動を制動する制動装置を有することを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の案内装置。
（７）異常時には、前記制動装置を制動させた後、前記加圧流体源と、前記第１の流体供給部及び前記第２の流体供給部とを連結する配管系を同時に閉鎖することを特徴とする（６）に記載の案内装置。
（８）前記第１の支持面において、前記第１の流体回収部は、一対の前記第１の流体供給部の間に形成されており、
前記第２の支持面において、前記第２の流体回収部は、一対の前記第２の流体供給部の間に形成されていることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の案内装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部とが、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されているので、例えば前記第１の流体供給部からの流体の供給を中断した場合、前記第２の支持面と前記第２の案内面との隙間を維持しつつ、即ち平行度を保ったまま前記第１の支持面が前記第１の案内面に着座することができ、或いは前記第２の流体供給部からの流体の供給を中断した場合、前記第１の支持面と前記第１の案内面との隙間を維持しつつ、即ち平行度を保ったまま前記第２の支持面が前記第２の案内面に着座することができ、これにより前記スライダを静止した際に、前記スライダに連結されたテーブルやワークの重量やアンバランスに基づくモーメントに抗して姿勢を維持しつつ、ワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。又、前記第１の流体供給部からの流体の圧力と流量と、前記第２の流体供給部からの流体の圧力と流量とを微調整すれば、前記第１の支持面と前記第１の案内面との隙間と、前記第２の支持面と前記第２の案内面との隙間とを精度良く設定できるため、前記スライダを移動方向に直交する方向において精度良く位置決めできる。尚、流体としては、空気を好適に用いることができるが、それに限られない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態にかかる案内装置の斜視図である。
【図２】図１の構成をII-II線を含む面で切断し矢印方向に見た図である。
【図３】図１の構成をIII-III線を含む面で切断し矢印方向に見た図である。
【図４】図１の構成をIV-IV線で切断し矢印方向に見た図である。
【図５】図１の構成を矢印V方向に見た図である。
【図６】図１の構成の一部を矢印IV方向に見た図である。
【図７】連結装置の変形例を示す図６と同様な方向から見た図である。
【図８】別な実施の形態にかかる案内装置の図２と同様な断面図である。
【図９】図９（ａ）は別な実施の形態にかかる案内装置の上面図であり、図９（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる案内装置の斜視図である。図１において、定盤Ｇ上には、矩形板状のスペーサ１１を介して、正角筒状のガイドレール１２が軸線を定盤Ｇと平行にして配置されている。ガイドレール１２の上面は、第１の案内面１２ａであり、それに直交する側面は第２の案内面１２ｂとなっている。
【００１１】
ガイドレール１２に沿って移動可能となるように、スライダ１３が設けられている。スライダ１３は、２つの矩形板を直交させて一体的に連結した形状を有し、第１の案内面１２ａに対向して第１の支持面１３ａを有し、また第２の案内面１２ｂに対向して第２の支持面１３ｂを有している。尚、スライダ１３の上面には、ワークを載置したテーブル（不図示）が取り付けられている。
【００１２】
スライダ１３の側面は、後述する連結装置を介してナット１４に連結されている。ナット１４は良く知られているように雌螺旋溝（不図示）を有し、これに雄螺旋溝を螺合させるようにしてねじ軸１５が配置されている。ねじ軸１５は、ガイドレール１２の軸線に平行に延在し、定盤Ｇに固定された支柱１６に取り付けられたサーボモータ１７の回転軸に連結されている。サーボモータ１７，ねじ軸１５，ナット１４により、サーボモータ１７から伝達された回転運動をナット１４の軸線方向運動に変換するアクチュエータを構成する。尚、ねじ軸１５の回転数は、サーボモータ１７の端部に装着されたセンサ１８により検出できる。スライダ１３の下端には、後述するように制動装置ＢＲが設けられている。
【００１３】
図４を参照して、スライダ１３の第１の支持面１３ａの中央には、第１の流体回収部として矩形浅皿状の凹部１３ｃが形成され、その周囲に、凹部１３ｃを挟むようにして対称的に、第１の流体供給部としての円形浅皿状の凹部１３ｄが４つ形成されている。同様に、スライダ１３の第２の支持面１３ｂの中央には、第２の流体回収部として矩形浅皿状の凹部１３ｅが形成され、その周囲に、凹部１３ｅを挟むようにして対称的に、第２の流体供給部としての円形浅皿状の凹部１３ｆが４つ形成されている。
【００１４】
図３に示すように、凹部１３ｃ及び凹部１３ｅの中央は、スライダ１３内に形成された共通の通路１３ｇを介して、外部のコネクタＣＮ１に接続されている。コネクタＣＮ１は、簡略化して示す配管Ｈ１を介して、負圧ポンプＰ−に接続されている。
【００１５】
また図２に示すように、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄ内には、カーボンやグラファイトなどからなる円盤状の多孔質パッドＰＤが密着配置されている。多孔質パッドＰＤの表面と、その周囲の第１の支持面１３ａの表面（ランド部という）は面一となっており、スライダ１３が軽量且つ安価なアルミ製である場合、第１の支持面１３ａの表面はアルマイト処理がなされていると好ましい。また各凹部１３ｄの中央は、スライダ１３内に形成された第１通路１３ｈを介して、外部のコネクタＣＮ２に接続されている。コネクタＣＮ２は、簡略化して示す、流量計７０ａ、流力調整機構７１ａ、配管Ｈ２及び開閉自在なバルブＶ２を介して、加圧流体源である圧縮空気源Ａに接続されている。
【００１６】
一方、第２の支持面１３ｂにおける各凹部１３ｆ内にも、カーボンやグラファイトなどからなる円盤状の多孔質パッドＰＤが密着配置されている。多孔質パッドＰＤの表面と、その周囲の第２の支持面１３ｂの表面（ランド部という）は面一となっており、スライダ１３が軽量且つ安価なアルミ製である場合、第２の支持面１３ｂの表面もアルマイト処理がなされていると好ましい。また各凹部１３ｆの中央は、スライダ１３内に形成された第２通路１３ｉを介して、外部のコネクタＣＮ３に接続されている。コネクタＣＮ３は、簡略化して示す、流量計７０ｂ、流力調整機構７１ｂ、配管Ｈ３及び開閉自在なバルブＶ３を介して、加圧流体源である圧縮空気源Ｂに接続されている。尚、ここでは、第１通路１３ｈと第２通路１３ｉとが完全に独立しているが、単一の圧縮空気源から分岐した後に、バルブ２，Ｖ３を介して凹部１３ｄ、１３ｆにそれ加圧空気を振り分けるようにした一部共通の配管系とすることも可能である。
【００１７】
制御装置について説明する。図５は、図１の構成を矢印V方向に見た図である。図１，５において、スライダ１３の下端面に取り付けられた一対の支持部２１が下方に延在しており、支持部２１間において、鋼板製の弾性板２３が水平に延在するように取り付けられている。弾性板２３の下面には、定盤Ｇの表面に対向するようにしてブレーキ部材２４が取り付けられている。ブレーキ部材２４の定盤Ｇに対する対向面には、カーボンやグラファイトなどからなる多孔質パッドＰＤを内部に密着配置した凹部２４ａが形成されており、凹部２４ａは、配管Ｈ４及びバルブＶ４を介して圧縮空気源Ｃに接続されている。
【００１８】
連結装置について説明する。図６は、図１の構成の一部を矢印IV方向に見た図である。図６において、スライダ１３は、ねじ軸１５（図１）の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段である連結装置ＣＰを介して、ナット１４に連結されている。連結装置ＣＰは、スライダ１３の側面に直角に固定される板状の連結部材３１と、連結部材３１を軸線方向に挟持するボール３２，３３を有している。ボール３２は、ナット１４の凹部１４ａにおける軸線方向に平行に隔置した当接面のうち一方の面１４ｂに当接し、ボール３３は、円筒ころ３４を介在させつつ、他方の面１４ｃに螺合されたねじ部材３５の端部に当接している。尚、円筒ころ３４は、ねじ軸１５（図１）との平行度を維持しつつ、他方の面１４ｃに形成された案内孔３６に嵌合している。
【００１９】
ねじ部材３５を回転させると、その端部が他方の面１４ｃから突出するようになるが、これにより円筒コロ３４を介して、ボール３３がねじ軸１５と平行に押圧され、更に連結部材３１を介してボール３２を凹部１４ａの一方の面１４ｂに対して押しつけるようにしており、これにより部材間のガタを排除するようになっている。
【００２０】
円筒ころ３４を介在させる理由は、ねじ部材３５の端面を直接にボール３３に当てると、一般にねじ端面は平坦ではないから均一に押圧することが困難であり、且つねじ端面に突起があればボール３３を傷つけるおそれがあるためである。したがって、円筒ころ３４の両端面は、ねじ軸１５と直角で且つ十分平滑な面であることが望ましい。
【００２１】
次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、圧縮空気源Ｃから供給された加圧空気は、連通状態のバルブＶ４を通過し配管Ｈ４を介して、ブレーキ部材２４の凹部２４ａの多孔質パッドＰＤより定盤Ｇに向かって吹き出されるため、ブレーキ部材２４は、弾性板２３の弾性力に抗して定盤Ｇから離れるように移動する。よって、ブレーキ部材２４と定盤Ｇとの間の摩擦力が消失する。
【００２２】
次いで、図２において、圧縮空気源Ａから供給された加圧空気は、開放状態のバルブＶ２と、流量調整機構７１ａを通過し、配管Ｈ２からコネクタＣＮ２を介して、流量計７０ａより空気の流量が測定され、スライダ１３の第１通路１３ｈに進入し、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄの多孔質パッドＰＤを介して、ガイドレール１２の第１の案内面１２ａに向かって吐出し、スライダ１３をガイドレール１２に対して上昇させる。吐出された加圧空気は、第１の支持面１３ａの凹部１３ｃに捕捉され、通路１３ｇを介してスライダ１３の外部へと抜け、コネクタＣＮ１を介して負圧ポンプＰ−に吸引されるようになっている。即ち、圧縮空気源Ａから供給され、流量計７０ａで測定された加圧空気の流量と、凹部１３ｃから負圧ポンプＰ−に吸引された空気の流量とを調整することで、第１の案内面１２ａと第１の支持面１３ａとの間に微小な隙間（例えば５μｍ）を形成することが出来る。具体的には、流量計７０ａで測定した空気の流量を、流量調整機構７１ａにフィードバックして、空気の流量を調整する。
【００２３】
一方、図２において、圧縮空気源Ｂから供給された加圧空気は、開放状態のバルブＶ３、流量調整機構７１ｂを通過し、配管Ｈ３からコネクタＣＮ３を介して、流量計７０ｂより空気の流量が測定され、スライダ１３の第２通路１３ｉに進入し、第２の支持面１３ｂにおける各凹部１３ｆの多孔質パッドＰＤを介して、ガイドレール１２の第２の案内面１２ｂに向かって吐出し、スライダ１３をガイドレール１２に対して左方に移動させる。吐出された加圧空気は、第２の支持面１３ｂの凹部１３ｅに捕捉され、通路１３ｇを介してスライダ１３の外部へと抜け、コネクタＣＮ１を介して負圧ポンプＰ−に吸引されるようになっている。即ち、圧縮空気源Ｂから供給され、流量計７０ｂで測定された加圧空気の流量と、凹部１３ｅから負圧ポンプＰ−に吸引された空気の流量とを調整することで、第２の案内面１２ａと第２の支持面１３ｂとの間に微小な隙間（例えば５μｍ）を形成することが出来る。具体的には、流量計７０ｂで測定した空気の流量を、流量調整機構７１ｂにフィードバックして、空気の流量を調整する。
【００２４】
以上により、スライダ１３はガイドレール１２に対して非接触状態でありながら高剛性で支持されることとなる。かかる状態で、不図示の駆動回路よりサーボモータ１７に電力を供給すると、ねじ軸１５が回転し、それに応じてナット１４がガイドレール１２に沿って移動するので、連結装置ＣＰを介してスライダ１３を同方向に移動させることができ、不図示のテーブル上に載置されたワークを所望の位置に移動させることができる。
【００２５】
所望の位置にきたワークに対して加工や検査を行おうとする場合、スライダ１３を静止させる必要がある。ここでは、制動装置ＢＲを用いてスライダ１３を静止させる。より具体的には、図５（ｂ）に示すようにバルブＶ４を大気開放状態にすると、配管Ｈ４の気圧は大気圧と等しくなり、ブレーキ部材２４の凹部２４ａの多孔質パッドＰＤより空気が吐出されず、ブレーキ部材２４は、弾性板２３の付勢力で定盤Ｇに向かって押圧され、定盤Ｇとブレーキ部材２４との間に働く摩擦力でスライダ１３は迅速に停止する。
【００２６】
スライダ１３が停止した後、図２において、バルブＶ２を閉止すると、第１の支持面１３ａにおける各凹部１３ｄの多孔質パッドＰＤから加圧空気が吐出されなくなる。かかる場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの間の空気は、凹部１３ｃから外部に吸引にされるので、急速に面間圧力（静圧）が低下して負圧になり、第１の支持面１３ａは第１の案内面１２ａに着座することとなる。このとき、スライダ１３とガイドレール１２との間に相対移動がないので、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとが傷付くことはない。又、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの間は、相変わらず一定の静圧状態で高剛性で維持されているので、水平方向の位置決め精度を維持しつつ、スライダ１３の変位を垂直方向のみに抑えることができる。
【００２７】
ここで、ナット１４はねじ軸１５により定盤Ｇに対して剛的に支持されているので、スライダ１３が変位すると、ねじ軸１５に無理な応力を与える恐れがある。これに対し本実施の形態においては、連結装置ＣＰにより、かかる問題を解消している。より具体的には図６において、スライダ１３がガイドレール１２に着座する方向（図６で紙面垂直方向）に相対変位した場合でも、ボール３２，３３が連結部材３１に沿って転動することで、かかる相対変位を許容するようになっている。
【００２８】
尚、バルブＶ２の代わりにバルブＶ３を閉止すれば、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することとなる。このとき、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの間は、相変わらず一定の静圧状態で高剛性に維持されているので、垂直方向の位置決め精度を維持しつつ、スライダ１３の変位を水平方向のみに抑えることができる。かかる場合、図６の連結装置ＣＰにおいて、連結部材３１がナット１４に近接するように移動すると、ボール３２，３３が連結部材３１上を転動し、スライダ１３とナット１４との相対変位を許容するようになっている。
【００２９】
異常時には、制動装置ＢＲを用いてスライダ１３を静止させるか静止直前の状態とし、更にバルブＶ２及びバルブＶ３を同時に閉止すれば、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座し、同時に第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座するので、スライダ１３を直ちに静止できる。
【００３０】
本実施の形態によれば、第１の支持面１３ａの凹部１３ｄと第２の支持面１３ｂの凹部１３ｆとが、独立して流体の供給を中止可能な配管系即ち第１通路１３ｈ、第２通路１３ｉを介して、圧縮空気源Ａ，Ｂに接続されているので、例えばバルブＶ２を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第２の支持面１３ｂと第２の案内面１２ｂとの隙間を維持しつつ、第１の支持面１３ａが第１の案内面１２ａに着座することができ、或いはバルブＶ３を閉鎖して空気の供給を中断した場合、第１の支持面１３ａと第１の案内面１２ａとの隙間を維持しつつ、第２の支持面１３ｂが第２の案内面１２ｂに着座することができ、これによりスライダ１３を静止した際に、スライダ１３に連結されたテーブルやワークの重量やアンバランスに基づくモーメントに抗して姿勢を維持しつつ、ワークを精度良く位置決めすることができ、加工精度や検査精度を向上させることができる。
【００３１】
図７は、連結装置の変形例を示す図６と同様な方向から見た図である。連結装置ＣＰは、スライダ１３に固定されナット１４に向かって延在する第１連結部３７と、スライダ１３に向かって延在するナット１４の一部である第２連結部１４ｅ及び第３連結部１４ｄを備える。第２連結部１４ｅ及び第３連結部１４ｄは、第１連結部３７を間に挟むようにして、ガイドレール１２（図１）の軸線方向に互いに離間して配置されている。また、第１連結部３７と第２連結部１４ｅ及び第１連結部３７と第３連結部１４ｄは、それぞれ金属製のワイヤ（線条体）３８ａ，３８ｂによって連結されている。ワイヤ３８ａ，３８ｂは共にガイドレール１２の軸線に対して平行に配置されている。ワイヤ３８ａの両端部はそれぞれ第１連結部３７と第２連結部１４ｅとにねじ３９で固定されており、一方、ワイヤ３８ｂの両端部はそれぞれ第１連結部３７と第３連結部１４ｄとにねじ３９で固定されている。尚、本変形例では、線条体として金属製のワイヤを採用しているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、合成樹脂その他の素材の線条体を用いてもよい。また、ワイヤ３８ａ，３８ｂの固定は、ねじ３９以外の慣用の固定手段を用いてもよい。
【００３２】
ここで、ねじ止めされた各ワイヤ３８ａ，３８ｂには、サーボモータ１７の駆動によってナット１４をねじ軸１５に沿って往復移動させた時に、第１連結部３７と第２連結部１４ｅとの間隔Ｌ1 及び第１連結部３７と第３連結部１４ｄとの間隔Ｌ２ の保持が可能な張力が付与されている。これにより、ナット１４とスライダ３とのガイドレール１２の軸線方向の連結剛性を確保して、ナット１４に連動したスライダ１３の円滑な直動を可能にすることができる。一方、スライダ１３がガイドレール１２に着座する方向（図７で紙面垂直方向又は上下方向）に相対変位した場合、ワイヤ３８ａ，３８ｂが伸びる又は捻れることで、かかる相対変位を許容するようになっている。更に、本変形例の連結装置ＣＰは、スライダ１３とナット１４とのピッチング及びヨーイング方向の連結剛性を弱くしてねじ軸１５の回転によって生じるナット１４の振動を各ワイヤ３８ａ，３８ｂの変形により吸収し、これにより該振動がスライダ１３に伝達されることも抑制できる。
【００３３】
図８は別な実施の形態にかかる案内装置の図２と同様な断面図であるが、配管等は省略している。図８において、上述した実施の形態に対し異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、アクチュエータとして、固定子５２と可動子５３とからなるリニアモータＬＭを用いている。
【００３４】
より具体的には、定盤Ｇ上に、ガイドレール１２に沿って一対の側壁５１，５１が平行に隔置して形成されており、側壁５１，５１の内側面には、互いに対向するようにして一対の固定子５２、５２が取り付けられている。固定子５２、５２は、それぞれガイドレール１２に沿った方向に交互に極性を変えて並べられた複数の磁石からなる。一対の固定子５２、５２間には、板状の可動子５３が非接触で配置されている。可動子５３は、支持板５４を介してスライダ１３に連結されている。それ以外の構成については上述した実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態のリニアモータＬＭによれば、不図示の電源より可動子５３に電力を供給することにより、固定子５２、５２との間に磁力が発生し、かかる磁力を用いてスライダ１３をガイドレール１２に対して移動させることができる。
【００３６】
図９（ａ）は別な実施の形態にかかる案内装置の上面図であり、図９（ｂ）は側面図であるが、配管等は省略している。図９において、上述した実施の形態に対し異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、アクチュエータとして、モータ６１とワイヤ部材Ｗとを用いている。
【００３７】
より具体的には、定盤Ｇ上におけるガイドレール１２の一端（図９で右端）側に、回転軸６１ａを鉛直方向上方に突き出すようにしてサーボモータ６１が配置されている。回転軸６１ａには駆動プーリ６２が固定され一体的に回転するようになっている。一方、定盤Ｇ上におけるガイドレール１２の他端（図９で左端）側に形成されたボス６３上には、不図示の軸に支持された従動プーリ６４が回転自在に設けられてる。駆動プーリ６２と従動プーリ６４の双方に係合し、且つ両端をスライダ１３に連結するようにして、ワイヤ部材Ｗが張設されている。
【００３８】
本実施の形態のリニアモータＬＭによれば、不図示の電源よりサーボモータ６１に電力を供給することにより、回転軸６１ａと共に駆動プーリ６２が回転し、それに係合したワイヤ部材Ｗが駆動力を受けて移動し、スライダ１３を引っ張ってガイドレール１２に対して移動させることができる。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４０】
１１ スペーサ
１２ ガイドレール
１２ａ 第１の案内面
１２ｂ 第２の案内面
１３ スライダ
１３ａ 第１の支持面
１３ｂ 第２の支持面
１３ｃ 凹部
１３ｄ 凹部
１３ｅ 凹部
１３ｆ 凹部
１３ｇ 通路
１３ｈ 通路
１３ｉ 通路
１４ ナット
１４ａ 凹部
１４ｂ 面
１４ｃ 面
１４ｄ 第３連結部
１４ｅ 第２連結部
１５ ねじ軸
１６ 支柱
１７ サーボモータ
１８ センサ
２１ 支持部
２３ 弾性板
２４ ブレーキ部材
２４ａ 凹部
３１ 連結部材
３２ ボール
３３ ボール
３４ 円筒コロ
３５ 連結部
３５ 部材
３６ 案内孔
３７ 第１連結部
３８ａ ワイヤ
３８ｂ ワイヤ
５１ 側壁
５２ 固定子
５３ 可動子
５４ 支持板
６１ サーボモータ
６１ａ 回転軸
６２ 駆動プーリ
６３ ボス
６３ 従動プーリ
６４ 従動プーリ
７０ａ 第１の流量計
７０ｂ 第２の流量計
７１ａ 第１の流量調整機構
７１ｂ 第２の流量調整機構
ＬＭ リニアモータ
Ｗ ワイヤ部材
Ａ 圧縮空気源
Ｂ 圧縮空気源
ＢＲ 制動装置
Ｃ 圧縮空気源
ＣＮ１ コネクタ
ＣＮ２ コネクタ
ＣＮ３ コネクタ
ＣＰ 連結装置
Ｇ 定盤
Ｈ１ 配管
Ｈ２ 配管
Ｈ３ 配管
Ｈ４ 配管
Ｌ1 間隔
Ｌ２ 間隔
Ｐ− 負圧ポンプ
ＰＤ 多孔質パッド
Ｖ２ バルブ
Ｖ３ バルブ
Ｖ４ バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の案内面と、前記第１の案内面に交差する方向に延在する第２の案内面とを備えたガイドレールと、
前記第１の案内面に対向する第１の支持面と、前記第２の案内面に対向する第２の支持面とを備えたスライダとを有する案内装置において、
前記第１の支持面には、前記第１の案内面に対向した第１の流体供給部及び第１の流体回収部を設け、
前記第２の支持面には、前記第２の案内面に対向した第２の流体供給部及び第２の流体回収部を設け、
前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部に対して、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されていることを特徴とする案内装置。
【請求項２】
前記ガイドレールに対して前記スライダを相対移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする請求項１に記載の案内装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータから回転力を伝達されるねじ軸と、前記ねじ軸の回転力を軸線方向力に変換するナットとを有し、前記ナットと前記スライダとは、前記ねじ軸の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段を介して連結されていることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定された固定子と、前記スライダに連結された可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータの回転軸に取り付けられたプーリと、前記スライダに連結され前記プーリに係合して駆動力を受けるワイヤ部材とからなることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項６】
前記ガイドレールと前記スライダとの相対運動を制動する制動装置を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の案内装置。
【請求項７】
異常時には、前記制動装置を制動させた後、前記加圧流体源と、前記第１の流体供給部及び前記第２の流体供給部とを連結する配管系を同時に閉鎖することを特徴とする請求項６に記載の案内装置。
【請求項８】
前記第１の支持面において、前記第１の流体回収部は、一対の前記第１の流体供給部の間に形成されており、
前記第２の支持面において、前記第２の流体回収部は、一対の前記第２の流体供給部の間に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の案内装置。
【請求項１】
第１の案内面と、前記第１の案内面に交差する方向に延在する第２の案内面とを備えたガイドレールと、
前記第１の案内面に対向する第１の支持面と、前記第２の案内面に対向する第２の支持面とを備えたスライダとを有する案内装置において、
前記第１の支持面には、前記第１の案内面に対向した第１の流体供給部及び第１の流体回収部を設け、
前記第２の支持面には、前記第２の案内面に対向した第２の流体供給部及び第２の流体回収部を設け、
前記第１の流体供給部と前記第２の流体供給部に対して、独立して、流量計と、流量調整機構を設け、流体の供給を中止可能な配管系を介して加圧流体源に接続されていることを特徴とする案内装置。
【請求項２】
前記ガイドレールに対して前記スライダを相対移動させるアクチュエータを有していることを特徴とする請求項１に記載の案内装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータから回転力を伝達されるねじ軸と、前記ねじ軸の回転力を軸線方向力に変換するナットとを有し、前記ナットと前記スライダとは、前記ねじ軸の軸線方向には剛的に且つ軸線直交方向にはフレキシブルに連結する連結手段を介して連結されていることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定された固定子と、前記スライダに連結された可動子とからなるリニアモータであることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記ガイドレールに対して固定されたモータと、前記モータの回転軸に取り付けられたプーリと、前記スライダに連結され前記プーリに係合して駆動力を受けるワイヤ部材とからなることを特徴とする請求項２に記載の案内装置。
【請求項６】
前記ガイドレールと前記スライダとの相対運動を制動する制動装置を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の案内装置。
【請求項７】
異常時には、前記制動装置を制動させた後、前記加圧流体源と、前記第１の流体供給部及び前記第２の流体供給部とを連結する配管系を同時に閉鎖することを特徴とする請求項６に記載の案内装置。
【請求項８】
前記第１の支持面において、前記第１の流体回収部は、一対の前記第１の流体供給部の間に形成されており、
前記第２の支持面において、前記第２の流体回収部は、一対の前記第２の流体供給部の間に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４６９９６（Ｐ２０１２−２４６９９６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１８８３５（Ｐ２０１１−１１８８３５）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（３１１０１１４４９）ＮＳＫテクノロジー株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（３１１０１１４４９）ＮＳＫテクノロジー株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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