JPS6130350A - 浮上式スライド装置の吸着微動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 この発明は、精密な位置決めを行なうためのｎ′ステー
ジ々とに応用される浮上式スライド装置の吸着微動機構
の改良に関する。

〈従来技術とその問題点ン 浮上式スライド装置は、精密位置決め用ＸＹステージな
どの可動部に従来から採用されている。

この装置では、空気圧あるいは磁気力によってスライダ
が定盤に対して微小に浮上した状態で保持されている。

スライダはリニアモータなどのアクチェータに結合され
ていて、これによシ推力を与えられ、所定のガイドに沿
って定盤上を摺動変位。

する。

この種の浮上式スライド装置において、スライダをよシ
高精度かつ高速に位置決めするための機構として、次に
述べるような吸着微動機構が開発された。この機構につ
いては昭和５７年度精模学会春季大会学術講演会論文集
／Ｋ　３２３に詳しく屍示゛−されている。

第４図、第５図は吸着微動機構を備えた浮上式スライド
装置の従来の代表的な要部構成を示してやる。図におい
て、１０は定盤、１２はスライダ、１４紘靜圧軸受パツ
ド、１６は吸着微動機構を示している。

静圧軸受パッド１４はスライダ１２に取ル付けられてお
シ、ボート１８に供給される圧縮空気を下面の吐出口２
０から定盤ｌＯに向けて噴出し、その空気圧によってス
ライダ１２を定盤１０から微小な一定量だけ浮上させる
。同様な静圧軸受を使ったガイドによシ、スライダ１２
は矢印Ｘ方向にのみ摺動自在となっている。とのＸ方向
の推力がリニアモータなどによって加えられ、スライダ
１２は定盤１０上を摺動変位する。

吸着微動機＄１１１６は、スライダ１２の下面に固着さ
れた固定板２２と、この固定板２２に２枚の垂直な板バ
ネ２４を介して取り付けられたロック基台２６と、ロッ
ク基台２６に水平な板バネ２８を介して取り付けられた
吸着板３０とｔ−備える。

板バネ２４は、定盤１０に垂直でかつスライダ１２、の
移動方向と直交して配設されている。吸着板３０の下面
には広い凹部が形成されていて、その凹部はパイプ３２
を介して真空装置に連通されている。

リニアモータによってスライダ１２を所定位置まで移動
させた後、真空装置によって吸着板３０の凹部内の空気
を吸引する。すると、板バネ２８が撓んで吸着板３０が
下方に変位し、定盤工０に吸着し、スライダ１２が固定
される。この吸着力が作用しても、その方線あまシ大き
くないので、静圧浮上機構は正常な浮上状態を保ってい
る。

上記の状態でリニアモータ忙適宜な駆動電力を印加し、
スライダ１２にＸ方向の推力を与える。

すると、その推力によってスライダ１２＃−Ｊ板バネ２
４．２４を撓めてＸ方向に微小変位する。っまル、スラ
イダエ２に加えられた推力と板バネ２４゜２４の弾性力
とが約９合う変位状態でスライダ１２が静止する。これ
が吸着微動機構１６の動作であ）、スライダ１２に加え
る推力を制御することＫよシαＯ１μｍオーダの１位置
決め精度が得られる。

ところが、上述した従来の吸着微動機構では次のような
問題があった。

上記の動作原理で精密な位置決めを実現するには、板バ
ネ２４．２４のＸ方向の撓みに対するバネ定数が正しく
設定されていなければならない０ところが、Ｘ方向に対
する板バネ２４の取）付は角度が僅かでも狂うと、実′
質的なバネ定数が大きく変化してしまう。２枚の板バネ
２４を誤差なく取り付けるのは極めて難かしく、そのた
め組み立て後の実質バネ定数は大きくばらつく。このこ
とが微動機構の位置決め制御に悪影響を及ぼす。

特に、１つのスライダ１２に複数個の吸着微動機構１６
を設ける場合に問題が大きい。例えば第６図のように、
スライダ１２がその移動方向Ｘと直交方向に長く、スラ
イダ１２の両端部分に吸着微動機構１６．１６が設けら
れているとする。この両機構１６．１６における前述し
た実質バネ定数が等しくないと、スライダ１２にある推
力を加えてこれを微動させるとき、スライダ１２の両端
部分で変位量が等しくならず、スライダ１２にヨーイン
グが生じてしまう。

この問題を防ぐには、各板バネ２４の取り付は位置精度
のバラツキをほぼ完全になくさなければならないが、そ
のは現実的に極めて困難である。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、そのほど高い組み立て精度を要求さ
れずに、前述のバネ定数のバラツキをなくすことができ
、その結果高い位置決め精度を実現できるようにした浮
上式スライド装置の吸着微動機構を提供することにある
。

〈発明の構成と効果〉 上記の目的を達成するために、この発ＢＡは、前述した
従来のものにおける板バネ２４に相当する弾性部材１、
中心軸が上記定盤に垂直な円筒体とし、その円筒体の上
端を上記スライダ側に固着するとともに、下端を上記ロ
ック基台側に固着したことを特徴とする。

この構成によ、れば、上記の弾性円筒体はその中心軸に
対しそ完全対称な形であるので、そのバネ定数はどの方
向にも等しく、シたがって弾性円筒体の回転方向の取り
付は位置にはまったく影響されず、実質バネ定数のバラ
ツキはｔｌぼ完全になくなる。したがって、第６図のよ
うに１つのスライダに複数個の吸着微動機構を設ける場
合では、各機構間のバネ定数のアンバランスは生じない
ので、前述したヨーイングの発生などの問題はなくなる
。

〈実施例の説明〉　　　　′ 第１図〜第３図は本発明の一実施例を示している。第１
図においては、第４図の従来装置と同一部分に同一符号
を付しておシ、その同一部分についての説明は省略する
。

この発明に係る浮上式スライド装置の吸着微動機構１６
は、定盤１０に対して微小に浮上した状態に保持され、
アクチェータによって推力を与えられて所定のガイドに
沿ってこの定盤１０上を矢印Ｘ方向に摺動変位するスラ
イダエ２と、このスライダ１２に弾性部材３４を介して
取り付けられたロック基台２６と、定盤ｌＯと垂直な方
向に微小変位可能にロック基台２６に取ｐ句けられ、真
空圧を与えられて定盤１０に吸着される吸着板３０とを
備え、この吸着板３０を定盤１０に吸着させた状態で上
記アクチェータでスライダ１２に：推力を与え、弾性部
材３４を弾性変形させてスライダ１２’ｅＸ方向に微動
させる機構であって、上記弾性部材３４が、第２図およ
び第３図に示すように、中心軸が定盤１０に画直な円筒
体に形成されていて、その円筒体の上端が固定板２２を
介してスライダ１２の下面に固着され、下端がロック基
板２６に固着されている。以下、こや弾性部材３４ｔ−
弾性円筒体と称する。

弾性円筒体３４はその中心軸の回転方向に対してまった
く方向性がない構造体なので、バネ定数Ｖこついても方
向がない。したがって、弾性円筒体３４の中心軸を正し
く位置法めして取り付ければ、その回転角度については
まったく考慮しなくても、取り付は後の実質バネ定数は
設定値どうシになシ、バラツキは生じない。

なお、浮上集、内機構として磁気力を利用したシ、紋る
いは吸着板金−磁気力で吸着する構成のものにおいても
、本発明唸前記実権例と同様に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による吸着微動機構の正断面
図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図、第３図は
第１図の機構の要部斜視図、第４図は従来の吸着微動機
構の正断面図、第５図は第４図におけるＡ−Ａｉｌｊ！
断面′図、第６図は従来の問題点を説明するための説明
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）定盤に対して微小に浮上した状態に保持され、ア
   クチエータによって推力を与えられて所定のガイドに沿
   ってこの定盤上を摺動変位するスライダと、このスライ
   ダに弾性部材を介して取り付けられたロック基台と、上
   記定盤と垂直な方向に微小変位可能に上記ロック基台に
   取り付けられ、真空圧あるいは磁気力を与えられて上記
   定盤に吸着される吸着板とを備え、この吸着板を上記定
   盤に吸着させた状態で上記アクチエータで上記スライダ
   に推力を与え、上記弾性部材を弾性変形させて上記スラ
   イダを微動させる機構であって、上記弾性部材は中心軸
   が上記定盤に垂直な円筒体に形成され、その円筒体の上
   端が上記スライダに固着されているとともに下端が上記
   ロック基台に固着されていることを特徴とする浮上式ス
   ライド装置の吸着微動機構。