JP2006242282A

JP2006242282A - 案内装置

Info

Publication number: JP2006242282A
Application number: JP2005058751A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Sato; 俊徳佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】熱膨張による影響を受けることなく常に、可動体を安定して滑らかに移動させることが可能な案内装置を提供する。
【解決手段】基台２に延設された複数のガイド部材6,7と、これらガイド部材にそれぞれ１つずつ設けられるとともに、各ガイド部材に沿って移動する空気軸受と、空気軸受によって支持及び位置決めされる可動体４とを備え、複数のガイド部材の中の１つに設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受８と可動体を水平方向に位置決めする水平方向空気軸受10a,10bとから構成され、その他のガイド部材に設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受のみで構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造や検査などで使用される案内装置に関する。

従来から、例えばフラットパネルディスプレイの検査用機材などを移動させるための装置が用いられている(特許文献１参照)。
このような装置は、例えば図２(ａ)〜(ｃ)に示すように、水平な基準面２ａを上面部に有する基台２と、基台２の基準面２ａから上方に突設され、かつ、基台２の基準面２ａの両端にそれぞれ延設されたガイドレール(ガイド部材)6,7と、双方のガイドレール6,7の上側に直交して跨るように位置付けて配置され、双方のガイドレール6,7に沿って移動可能なコラム(可動体)４と、当該コラム４を空気圧によって支持及び位置決めする空気軸受8,10a,10bとを備えている。

空気軸受8,10a,10bは、垂直方向空気軸受８と水平方向空気軸受10a,10bとから構成されている。
垂直方向空気軸受８は、コラム４に固定されており、空気圧によってコラム４をガイドレール6,7の上面6c,7cと非接触の状態で垂直方向に支持している。
また、水平方向空気軸受10a,10bは、垂直方向空気軸受８を介してコラム４に固定されているとともに、双方のガイドレール6,7の両側面6a,6b,7a,7bと対向するようにそれぞれ配置されており、空気圧によってコラム４を双方のガイドレール6,7の両側面6a,6b,7a,7bと非接触の状態で水平方向に位置決めしている。
なお、双方の空気軸受8,10a,10bの外側にはリニアモータ１２がそれぞれ設けられ、コラム４は、当該リニアモータ１２によって駆動されて、ガイドレール6,7に沿って直線移動する。

かかる装置を連続して稼動し続けると、例えば、基台２及びコラム４の温度がそれぞれ上昇し、基台２とコラム４が熱膨張を起こすことがある。ところで、かかる装置の基台２は、セラミックや石などによって構成され、コラム４は、アルミ合金などの金属によって構成されている場合がある。このように基台２とコラム４の材質が異なる場合、基台２及びコラム４の温度は、同じようには上昇せず、両者の温度には差が生じる。この結果、基台２の熱膨張量とコラム４の熱膨張量にも差が生じる。仮に、基台２とコラム４の温度上昇値が同じであっても、両者の熱膨張係数が異なる場合、基台２の熱膨張量とコラム４の熱膨張量には差が生じる。

ここで、基台２の材料として斑レイ岩、コラム４の材料としてアルミ合金を用いた場合の基台２とコラム４の熱膨張量の差について考察する。一例として、基台２とコラム４の幅を２ｍとし、温度上昇前後の温度差を１℃とした場合、それぞれの熱膨張量はおよそ以下の通りとなる(熱膨張係数を、斑レイ岩：８×１０-6(／℃)、アルミ合金：２１×１０-6
(／℃)としてそれぞれ概算)。
基台２(斑レイ岩)の熱膨張量８×１０-6(／℃)×１(℃)×２(ｍ) ＝１６μｍコラム４(アルミ合金)の熱膨張量２１×１０-6(／℃)×１(℃)×２(ｍ) ＝４２μｍしたがって、この場合、基台２(斑レイ岩)の熱膨張量とコラム４(アルミ合金)の熱膨張量との熱膨張量差は、約２６μｍとなる。

このように、基台２(斑レイ岩)の熱膨張量とコラム４(アルミ合金)の熱膨張量との間に差が生じた場合、例えば、コラム４に着目すると、当該コラム４は、基台２よりも両側方向に膨張する。ところで、コラム４の両側は、水平方向空気軸受10a,10bによってガイドレール６側及びガイドレール７側の双方とも水平方向に位置決め固定されている。このため、水平方向空気軸受10aは、ガイドレール6,7の外側面6a,7aから離れる方向にコラム４が膨張した量だけ位置ずれし、一方、水平方向空気軸受10ｂは、ガイドレール6,7の内側面6b,7bに接近する方向にコラム４が膨張した量だけ位置ずれする。

この結果、それぞれの水平方向空気軸受10a,10bとガイドレール6,7との間のすきま(軸受すきま)に偏りが生じるため、コラム４を安定して滑らかに移動させることが困難になる虞がある。例えば、コラム４が蛇行して直進安定性が悪くなる場合が予想される。
また、コラム４の熱膨張量がさらに大きくなると、上記すきま(軸受すきま)がなくなってしまう場合もある。この場合には、例えば、水平方向空気軸受10ｂとガイドレール6,7の内側面6b,7bとが摺接するようになり、両者間の摩擦力が増大して、コラム４を安定して滑らかに移動させることが困難になってしまう。
特開平８−８５０２６号公報

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、熱膨張による影響を受けることなく常に、可動体を安定して滑らかに移動させることが可能な案内装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の案内装置は、基台に延設された複数のガイド部材と、これらガイド部材にそれぞれ１つずつ設けられるとともに、各ガイド部材に沿って移動する空気軸受と、空気軸受によって支持及び位置決めされる可動体とを備えている。このような構成において、複数のガイド部材の中の１つに設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受と可動体を水平方向に位置決めする水平方向空気軸受とから構成され、その他のガイド部材に設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受のみで構成されている。

この場合、垂直方向空気軸受は、可動体を空気圧によってガイド部材から所定のすきまだけ浮上させつつ、ガイド部材と非接触の状態で支持している。また、水平方向空気軸受は、空気圧によって可動体とガイド部材との間に所定のすきまを保ちながら、可動体をガイド部材と非接触の状態で位置決めしている。

本発明によれば、熱膨張による影響を受けることなく常に、可動体を安定して滑らかに移動させることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態に係る案内装置について、添付図面を参照して説明する。
この場合、その基本構成は、上述した従来の装置(図２)と同様であるため、以下では、本発明の特徴部分の説明に止める。また、本実施形態の説明に際し、図２の装置と同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。

図１(ａ)〜(ｄ)に示すように、本実施形態の装置において、ガイドレール６には、垂直方向空気軸受８と水平方向空気軸受10a,10bとがそれぞれ設けられている(図１(ｂ))。これに対し、ガイドレール７には、垂直方向空気軸受８のみが設けられており、水平方向空気軸受10a,10bは設けられていない(図１(ｃ))。

図１(ｂ),(ｃ)に示すように、垂直方向空気軸受８は、コラム４に固定されているとともに、ガイドレール6,7の上面6c,7cと対向した対向面９に当該上面6c,7cへ向けて空気を吹き出す空気孔(図示しない)が設けられている。この場合、当該垂直方向空気軸受８は、当該空気孔からガイドレール6,7の上面6c,7cに所定圧の空気を吹き付けることにより、その対向面９にガイドレール6,7の上面6c,7cからの反力を受ける。この結果、当該垂直方向空気軸受８は、コラム４を当該上面6c,7cから所定のすきま(軸受すきま)だけ浮上させつつ、当該上面6c,7cと非接触の状態で垂直方向に支持している。

また、図１(ｂ)に示すように、水平方向空気軸受10a,10bは、垂直方向空気軸受８を介してコラム４に固定されているとともに、ガイドレール６の両側面6a,6bと対向した対向面11a,11bに当該両側面6a,6bへ向けて空気を吹き出す空気孔(図示しない)が設けられている。この場合、当該水平方向空気軸受10a,10bは、当該空気孔からガイドレール６の両側面6a,6bに所定圧の空気を吹き付けることにより、その対向面11a,11bにガイドレール６の両側面6a,6bからの反力を受ける。この結果、当該水平方向空気軸受10a,10bは、コラム４と当該両側面6a,6bとの間に所定のすきま(軸受すきま)を保ちながら、コラム４を当該両側面6a,6bと非接触の状態で水平方向に位置決めしている。

上述したように、本実施形態において、ガイドレール７には、垂直方向空気軸受８のみが設けられており、水平方向空気軸受10a,10bは設けられていない。したがって、例えば装置の稼動中にコラム４が熱膨張した場合であっても、その膨張量をガイドレール７側から装置の外部に逃がすことが可能となる。具体的には、垂直方向空気軸受８によって、コラム４をガイドレール７に対し、その膨張量だけコラム４の長手方向(ガイドレール７の幅方向)にスライドさせることが可能となる。

この場合、当該熱膨張による影響は、ガイドレール６側には及ばず、水平方向空気軸受10a,10bとガイドレール６との間のすきま(軸受すきま)は、コラム４が熱膨張する前の状態のまま維持され、コラム４が熱膨張した後も変化しない。したがって、コラム４が蛇行して直進安定性が悪くなることや、水平方向空気軸受10ｂとガイドレール6,7の内側面6b,7bとが摺接し、両者間の摩擦力が増大することもない。
この結果、コラム４は、熱膨張による影響を受けることなく常に、安定して滑らかに移動することができる。

ところで、本実施形態においては、コラム４のガイドレール７側には垂直方向空気軸受８のみが設けられており、コラム４は、ガイドレール７の上面７ｃとは非接触の状態となっている。このため、装置の稼働中、コラム４のガイドレール７側が上下動して安定しないという場合も想定し得るが、通常はコラム４の自重により、さらにこれに積載される検査用機材などの重量が加わることにより、コラム４は安定するため、上下動することもなく、問題はない。
また、ガイドレール７側に配されたリニアモータ１２の可動子と固定子(図示しない)とのすきま量は、コラム４と基台２との熱膨張量の差と比べ十分に大きいので問題はない。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、以下のように変更することが可能である。例えば、上述した実施形態において、ガイドレール6,7は、基台２の基準面２ａの両端にそれぞれ延設しているが、中央寄りに延設してもよく、３本以上延設してもよい。
また、空気軸受8,10a,10bからガイドレール6,7に所定圧の空気を吹き付けるのではなく、ガイドレール6,7から空気軸受8,10a,10bに所定圧の空気を吹き付けてもよい。
さらに、水平方向空気軸受10a,10bは、垂直方向空気軸受８を介してコラム４に固定されているが、コラム４に直接固定してもよい。

本発明の一実施形態に係る案内装置の構成を示す図であって、(ａ)は、(ｄ)のＡ−Ａ線に沿った断面図、(ｂ)及び(ｃ)は、同図(ａ)における案内装置の両端部を拡大した断面図、(ｄ)は、同図(ａ)の案内装置を真上から見た平面図。 (ａ)は、従来の装置の構成を示す断面図、(ｂ)及び(ｃ)は、同図(ａ)における装置の両端部を拡大した断面図。

符号の説明

２基台
４コラム(可動体)
６，７ガイドレール(ガイド部材)
８垂直方向空気軸受
１０ａ，１０ｂ水平方向空気軸受
１２リニアモータ

Claims

基台に延設された複数のガイド部材と、
これらガイド部材にそれぞれ１つずつ設けられるとともに、各ガイド部材に沿って移動する空気軸受と、
空気軸受によって支持及び位置決めされる可動体とを備えた案内装置であって、
複数のガイド部材の中の１つに設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受と可動体を水平方向に位置決めする水平方向空気軸受とから構成され、その他のガイド部材に設けられた空気軸受は、可動体を垂直方向に支持する垂直方向空気軸受のみで構成されていることを特徴とする案内装置。
垂直方向空気軸受は、可動体を空気圧によってガイド部材から所定のすきまだけ浮上させつつ、ガイド部材と非接触の状態で支持し、水平方向空気軸受は、空気圧によって可動体とガイド部材との間に所定のすきまを保ちながら、可動体をガイド部材と非接触の状態で位置決めしていることを特徴とする請求項１に記載の案内装置。