JPH11183672A - スライド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアモータを駆動源とすることなく、大き
な推進力を得ることができる安価でコンパクトなスライ
ド装置を提供することにある。 【解決手段】 固定ベース１１に対してスライド可能に
設けた可動テーブル１２と、可動テーブル１２の内部空
間１７を二つの圧力室２２，２３に分割する仕切り部２
４を有するガイドバー１３と、可動テーブル１２内の二
つの圧力室２２，２３を選択的に圧力調整して両圧力室
２２，２３の圧力差により可動テーブル１２を移動させ
るエア給排気手段１４の一部であるエア通路２５ａ，２
６ａ，２５ｂ，２６ｂとからなり、ガイドバー１３を可
動テーブル１２の中央部に嵌挿させて固定ベース１１に
架設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスライド装置に関
し、詳しくは、半導体及び液晶関連製造、検査装置など
において、各種計測、精密加工、組立や搬送などの用途
に使用され、高い位置決め精度、真直度などが要求され
るスライド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体及び液晶関連製造、検査
装置などにおいて、各種計測、精密加工、組立や搬送な
どの用途に使用され、高い位置決め精度、真直度などが
要求される駆動装置として、可動テーブルを圧縮エアの
噴出により静圧軸受支持したスライド装置があり、その
駆動源としてリニアモータが使用されている。

【０００３】従来のスライド装置は、図６及び図７に示
すように後述の可動テーブルの移動方向に延びるように
敷設された固定ベース１と、その固定ベース１にスライ
ド自在に搭載され、固定ベース１と対向した両側内側面
及び下面に設けられたエアノズル２ａ，２ｂから噴出す
る圧縮エアにより、固定ベース１から浮上して軸受すき
まが形成されて静圧軸受支持された可動テーブル３とか
らなる。

【０００４】また、前述の固定ベース１には、可動テー
ブル３の移動方向に沿って凹溝４が形成されており、そ
の凹溝４内に鉄心５に巻装されたコイル６が収納されて
いる。一方、可動テーブル３の下面には、ヨーク７を介
して前述したコイル６と対向させて複数個の永久磁石８
を可動テーブル１の移動方向に沿って配設している。こ
のベース側に配設されたコイル６とテーブル側に配設さ
れた永久磁石８とでリニアモータ９を構成する。

【０００５】このリニアモータ９により可動テーブル３
の推進力を生成し、エアノズル２ａ，２ｂから噴出され
る圧縮エアにより固定ベース１から所定の軸受すきまだ
け可動テーブル３を浮上させ、前述のリニアモータ９に
よる推進力でもって可動テーブル３を非接触でもって移
動させるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来のスライド装置では、その駆動源としてリニアモータ
９を使用しているため、可動テーブル３の移動及び位置
出し等が高精度である反面、リニアモータ自体が高価で
あることから、設備費がかかり、製品のコストアップを
招来するという問題があった。また、ベース側のコイル
６とテーブル側の永久磁石８との磁気ギャップが大きい
ため、大きな推進力が得にくく、可動テーブル３の重量
や大きさ、可動テーブル３上に載置される移送ワークに
関して大きな制約を受けるという問題もあった。

【０００７】そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて
提案されたもので、その目的とするところは、リニアモ
ータを駆動源とすることなく、大きな推進力を得ること
ができる安価なスライド装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための技術的手段として、本発明は、固定ベースに対し
てスライド可能に設けた可動テーブルと、可動テーブル
の内部空間を二つの圧力室に分割する仕切り部を有する
ガイドバーと、可動テーブル内の二つの圧力室を選択的
に圧力調整して両圧力室の圧力差により可動テーブルを
移動させるエア給排気手段とからなり、ガイドバーを可
動テーブルの中央部に嵌挿させて固定ベースに架設した
ことを特徴とする。

【０００９】尚、エア給排気手段として、可動テーブル
の各々の圧力室にそれぞれ開口して圧力室内に圧縮エア
を給排気するエア通路をガイドバー内に設ければ、外部
の配管系を省略することができる点で好適である。

【００１０】可動テーブルをその移動方向と直交する方
向で位置規制するガイドを、固定ベースに設ければ、可
動テーブルを移動の左右方向に位置規制することが簡単
にできる点で好ましい。

【００１１】可動テーブルのベース対向面に、ベース面
に向けて圧縮エアを噴出するエア孔を形成し、そのエア
孔を中心として凹部を形成することにより可動テーブル
を表面絞り型の静圧軸受とすれば、可動テーブルを安定
した状態で浮上させることができる点で望ましい。

【００１２】可動テーブルのベース対向面に永久磁石を
付設し、固定ベースを磁性体で構成すれば、可動テーブ
ルの剛性アップと回り止め機能を発揮し得る点で好適で
ある。

【００１３】可動テーブルの固定ベースに対する相対位
置を検出するための位置検出器を付設すれば、その位置
検出器からの検出出力に基づくフィードバック制御より
可動テーブルの正確な位置出しが実現できる点で好まし
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を以下に詳述す
る。

【００１５】図１及び図２に示す実施形態のスライド装
置は、大別して、固定ベース１１、可動テーブル１２、
ガイドバー１３及びエア給排気手段１４とで構成された
静圧形支持装置である。

【００１６】具体的に、固定ベース１１は、可動テーブ
ル１２の移動方向に沿って敷設され、その移動方向の両
端には、ガイドバー１３を支承する支持フレーム部１５
が設けられている。尚、この固定ベース１１は、可動テ
ーブル１２の剛性アップと回り止め機能を発揮させるた
め、後述するように可動テーブル１２の下面に永久磁石
１６を取り付けることから、磁性体を材質とすることが
望ましい。

【００１７】可動テーブル１２は、内部空間１７を有す
る中空部材で、その下面に設けられたエアノズル１８か
ら圧縮エアを固定ベース１１へ向けて噴出させることに
よりその固定ベース１１から軸受すきまだけ浮上させて
静圧軸受支持することにより、非接触で移動可能とな
る。エアノズル１８は、可動テーブル１２の側壁部に接
続されたホース２０と連通し、そのホース２０を介して
接続されたエア供給源（図示せず）から圧縮エアの供給
が行われる。

【００１８】尚、可動テーブル１２の移動方向の前後壁
の中央部には後述のガイドバー１３が嵌挿される貫通孔
２１が形成されている。また、可動テーブル１２の下面
には永久磁石１６が取り付けられており、その永久磁石
１６による磁気吸引力により、可動テーブル１２の移動
時、その剛性アップと回り止め機能を発揮させる。

【００１９】ガイドバー１３は、固定ベース１１の両端
に位置する支持フレーム部１５により支持されて固定ベ
ース１１上に架設され、前述の可動テーブル１２がその
前後壁の中央部に設けられた貫通孔２１を介して嵌挿さ
れている。このガイドバー１３の中央部分には、可動テ
ーブル１２の内部空間１７を二つの圧力室２２，２３に
分割する仕切り部２４が設けられる。

【００２０】エア給排気手段１４は、可動テーブル１２
内の二つの圧力室２２，２３を選択的に圧力調整して両
圧力室２２，２３の圧力差により可動テーブル１２を移
動させる構造を具備する。具体的には、前述のガイドバ
ー１３の仕切り部２４の両側に、可動テーブル１２の内
部空間１７の各圧力室２２，２３へ圧縮エアを供給する
ための給気用エア通路２５ｂ，２６ｂと各圧力室２２，
２３から圧縮エアを排気するための排気用エア通路２５
ａ，２６ａが軸方向に沿って管路形成され、支持フレー
ム部１５に位置する基端部はホース２９ａ，３０ａ，２
９ｂ，３０ｂと連通して接続され、仕切り部２４の近傍
に位置する開口部３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂは内
部空間１７の上方及び下方の両方に向けて配置されてい
る。尚、ホース２９ａ，３０ａ，２９ｂ，３０ｂにはエ
ア供給源（図示せず）が接続され、排気用エア通路２５
ａ，２６ａとホース２９ａ，３０ａとの間にはソレノイ
ドバルブ２７，２８が介挿されている。

【００２１】尚、図２に示すように可動テーブル１２の
固定ベース１１に対する相対位置を検出するための位置
検出器、例えばリニアスケール３３を付設すれば、その
リニアスケール３３で検出された可動テーブル１２の位
置信号に基づくフィードバック制御より可動テーブル１
２の正確な移動及び位置出しが実現できる。

【００２２】前述した構成からなるスライド装置の動作
を以下に詳述する。

【００２３】エア供給源からの圧縮エアをホース２９
ｂ，３０ｂを介してガイドバー１３のエア通路２５ｂ，
２６ｂに給気し、そのエア通路２５ｂ，２６ｂの開口部
３１ｂ，３２ｂから可動テーブル１２の各圧力室２２，
２３に供給する。この各圧力室２２，２３へ供給された
圧縮エアを同一圧力に設定することにより、可動テーブ
ル１２がバランスされて位置決め停止した状態となる。
この時、ガイドバー１３の仕切り部２４と可動テーブル
１２の内面との間、及びガイドバー１３と可動テーブル
１２の貫通孔２１の内径面との間で圧縮エアによる非接
触シール構造が形成され、この圧縮エアにより可動テー
ブル１２が表面絞り型の軸受により支持されることにな
る。

【００２４】一方、エア供給源からの圧縮エアをホース
２０を介して供給し、可動テーブル１２の下面に設けら
れたエアノズル１８から圧縮エアを固定ベース１１へ向
けて噴出させることにより可動テーブル１２を固定ベー
ス１１から軸受すきまだけ浮上させて静圧軸受支持する
ことにより、非接触で移動可能となる。

【００２５】前述したように可動テーブル１２の圧力室
２２と２３のエア圧が同一のときは、可動テーブル１２
がベース１１上に非接触支持されて静止している。この
状態から可動テーブル１２を例えば図１の右方向に移動
させる場合は、圧力室２２に接続したホース２９ａのソ
レノイドバルブ２７を開いて圧力室２２のエア圧を下げ
る。すると、両圧力室２２，２３のエア圧差により、可
動テーブル１２を図１の右方向に移動させる推力が可動
テーブル１２に作用する。或いは、ホース３０ｂから圧
力室２３に圧縮エアを給気してエア圧を上げることによ
って可動テーブル１２を図２の右方向に移動させる推力
を発生させることもできる。

【００２６】尚、前述したソレノイドバルブ２７，２８
のオンオフ及びエア供給源のオンオフはリニアスケール
３３で検出された可動テーブル１２の位置信号に基づく
フィードバック制御により行われ、高精度の移動及び位
置決めが実行される。

【００２７】また、可動テーブル１２の下面には永久磁
石１６が取り付けられており、磁性体を材質とした固定
ベース１１との間で、その永久磁石１６による磁気吸引
力により、可動テーブル１２の移動時、その剛性アップ
と回り止め機能を発揮させることができる。

【００２８】本発明の他の実施形態として、可動テーブ
ル１２について、その移動方向の左右に対する剛性が要
求される場合には、例えば、図３に示すように可動テー
ブル１２の左右方向を位置規制するガイド３４を固定ベ
ース１１上に装設し、可動テーブル１２のガイド３４と
対向する側壁面にエアノズル３５をガイド３４に向けて
配設すればよい。尚、このエアノズル３５も、可動テー
ブル１２の下面に設けられたエアノズル１８と同様、可
動テーブル１２の側部で接続されたホース２０と連通
し、そのホース２０を介して接続されたエア供給源から
圧縮エアが供給される。

【００２９】可動テーブル１２は、エアノズル１８から
圧縮エアを噴出させることにより静圧軸受支持される
が、表面絞り型の静圧軸受構造として、図４に示すよう
に可動テーブル１２の下面にオリフィス状に絞り込んだ
エア孔３６を形成し（図では左右前後４箇所）、そのエ
ア孔３６を中心にして凹部である十字溝３７を形成する
ものが可能である。また、図５に示すように可動テーブ
ル１２の下面にエア孔３８を形成し（図では左右２箇
所）、そのエア孔３８を中心として凹部である矩形状の
ポケット３９を形成したものも可能である。尚、図４及
び図５中、４０は可動テーブル１２の下面において、エ
ア孔３６，３８を形成した箇所以外の部位に設けられた
凹陥部である。

【００３０】尚、前述した実施形態では、可動テーブル
１２を水平方向に移動させる場合について説明したが、
本発明はこれに限定されることなく、可動テーブル１２
を鉛直方向に移動させる場合にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、アクチュエータとして
の可動テーブルについて圧縮エアの噴出により静圧軸受
支持し、可動テーブル内で二分された各圧力室での圧縮
エアの圧力調整により可動テーブルを移動可能とした構
造を具備したことにより、リニアモータを駆動源とする
ことなく、大きな推進力を得ることができる安価でコン
パクトなスライド装置を提供できてその実用的価値は大
きい。

【００３２】また、エア給排気手段は、可動テーブルの
各々の圧力室に開口して圧力室内に圧縮エアを給排気す
るエア通路をガイドバー内に設けた構造とすれば、外部
の配管系を省略することができてより一層コンパクトな
装置を実現できる。

【００３３】可動テーブルの移動方向と直交する方向で
位置規制するガイドを固定ベースに設ければ、可動テー
ブルを左右方向に位置規制することができ、また、可動
テーブルのベース対向面に形成されたエア孔を中心とし
て凹部を具備した表面絞り型とすれば、可動テーブルを
安定した状態で浮上させることができ、更に、可動テー
ブルのベース対向面に永久磁石を付設し、固定ベースを
磁性体で構成すれば、可動テーブルの剛性アップと回り
止め機能を発揮させることができ、可動テーブルの固定
ベースに対する相対位置を検出するための位置検出器を
付設すれば、その位置検出器からの検出出力に基づくフ
ィードバック制御を実現することができ、これら全てに
ついて高精度で信頼性の高い移動及び位置決めが実現容
易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスライド装置の実施形態を示す断
面図

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図

【図３】図２の他の実施形態を示す断面図

【図４】本発明の他の実施形態における可動テーブルの
下面を示す底面図

【図５】本発明の他の実施形態における可動テーブルの
下面を示す底面図

【図６】スライド装置の従来例を示す平面図

【図７】図６のスライド装置の側面図

【符号の説明】

１１ 固定ベース １２ 可動テーブル １３ ガイドバー １４ エア給排気手段 １６ 永久磁石 １７ 内部空間 ２２，２３ 圧力室 ２４ 仕切り部 ２５ａ，２５ｂ エア通路 ２６ａ，２６ｂ エア通路 ３３ 位置検出器（リニアスケール） ３４ ガイド ３６ エア孔 ３７ 凹部（十字溝） ３８ エア孔 ３９ 凹部（ポケット）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｑ 1/30

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定ベースに対してスライド可能に設け
   た可動テーブルと、前記可動テーブルの内部空間を二つ
   の圧力室に分割する仕切り部を有するガイドバーと、前
   記可動テーブル内の二つの圧力室を選択的に圧力調整し
   て両圧力室の圧力差により可動テーブルを移動させるエ
   ア給排気手段とからなり、前記ガイドバーを前記可動テ
   ーブルの中央部に嵌挿させて前記固定ベースに架設した
   ことを特徴とするスライド装置。
2. 【請求項２】 前記エア給排気手段として、可動テーブ
   ルの各々の圧力室にそれぞれ開口して前記圧力室内に圧
   縮エアを給排気するエア通路をガイドバー内に設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のスライド装置。
3. 【請求項３】 前記可動テーブルをその移動方向と直交
   する方向で位置規制するガイドを、前記固定ベースに設
   けたことを特徴とする請求項１又は２記載のスライド装
   置。
4. 【請求項４】 前記可動テーブルのベース対向面に、ベ
   ース面に向けて圧縮エアを噴出するエア孔を形成し、そ
   のエア孔を中心として凹部を形成することにより前記可
   動テーブルを表面絞り型の静圧軸受としたことを特徴と
   する請求項１乃至３記載のスライド装置。
5. 【請求項５】 前記可動テーブルのベース対向面に永久
   磁石を付設し、前記固定ベースを磁性体で構成したこと
   を特徴とする請求項１乃至４記載のスライド装置。
6. 【請求項６】 前記可動テーブルの固定ベースに対する
   相対位置を検出するための位置検出器を付設したことを
   特徴とする請求項１乃至５記載のスライド装置。