JP2008524007A - 可動部材、エアスリット、及び真空ダクトを有する精密機器 - Google Patents

Abstract

精密機器は、可動要素の運動に対して垂直に配置されるブリッジ要素（２）において動く、可動部材（Ａ）を有する。ブリッジ要素は、エアスリット（Ｓ）及び排気管（Ｅ）を有する。ブリッジ要素（２）は、第１の空気ダクト（２１）を有する。第１の空気ダクトは、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在し、開口（２１ａ，２１ｂ）を備えられる。開口（２１ａ，２１ｂ）は、ブリッジ要素の長さに沿って均等に分布され、第２の空気ダクト（２２）に対する空気流パッセージを形成する。第２の空気ダクトもまた、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在する。第２のダクトを介して、稼働時において空気はエアスリット（Ｓ）を通って引き込まれる。

Description

本発明は、可動部材（ｍｏｖａｂｌｅ ｍｅｍｂｅｒ）を有する精密機器に係る。該可動部材は、可動要素の機構部分（ｍｏｖｅｍｅｎｔ）に対して垂直に配置されるブリッジ要素において動き、該ブリッジ要素は、エアスリット及び排気管（ｅｘｈａｕｓｔ）を有する。

工作機械及び多軸機械類（ｍｕｌｔｉ−ａｘｉｓ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）は、高精密工学の発展に即した高水準の精度を求める。製造における高精度は、機械の構成要素のエラーを正確に測定及び算出することが可能な場合にのみ、達成され得る。測定機械及び製造機械は、典型的には、精密機構部分（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）に対してＸＹ段階を有する。

かかる種類の装置は、典型的には、作業テーブルに沿って（しばしばＹ方向と称される）１つの方向において動くブリッジ要素を有する。例えば測定装置又は製造装置である可動要素は、ブリッジ要素に沿って動かされる。

典型的には、個別の機械の「個別機械不良（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｆａｕｌｔ）」は、（しばしば）レーザ測定ツールを有して測定され、記憶される。続いて、状態を同一に維持するようあらゆる努力がなされるため、「個別機械不良」は同じ状態のままである。これは、温度及び湿度等の状態の大変優れた制御、確立された「個別機械不良」の偏差を可能な限り低減するよう、Ｚｅｒｏｄｕｒ（ゼロデュア）（登録商標）及びｉｎｖａｒ（インバ）（登録商標）等であるしばしば（大変）高価な材料の使用を求める。更に、測定手順は、構造に影響を及ぼし得たサービス活動（ｓｅｒｖｉｃｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ）後に定期的に反復されなければならない。機械類が稼働する際に有する精度は、状態の安定性に大幅に依存する。特に温度変動は、測定、及び／又は製造の精度に影響を与え得る。

状態が可能な限りよく制御されることを確実にする多種の技術は、既知である。最も重要な状態は、温度及び湿度の状態である。かかるパラメータの優れた正確な制御は、優れた精度を確保するよう求められる。

ブリッジ要素の内部では、（可動要素を動かす）全ての種類の移動部分（ｍｏｖｉｎｇ ｐａｒｔｓ）、及び例えば可動要素の部分を始動させるあるいは制御する電子装置の存在は、温度に影響を与える。ブリッジ（又はＸモジュール）におけるエアスリット及び排気管を与えることは既知であり、それらを介して、ブリッジ内部においてアンダープレッシャー（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）が与えられ得る。アンダープレッシャーの存在は、ブリッジ要素の外側からブリッジ要素へと空気を引き込み、ブリッジ要素内部の温度及び可能であれば湿度への冷却及び安定化効果を有する。

しかしながら、かかる空気流は、ブリッジ要素内部の温度の何らかの安定化を与えるが、スリットを通る空気流は、変動を示し得る。空気流におけるかかる変動は、温度における変動に繋がり得、その結果精度における変動に繋がり得る。

本発明は、スリットを介する流れの向上された制御を有する、冒頭において説明された精密機器を与える、ことを目的とする。

これを達成するよう、本発明に従った機器は、ブリッジ要素がブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在する第１の空気ダクトを有する、ことを特徴とする。該第１の空気ダクトは、ブリッジ要素の長さに沿って均等に分布される開口を備えられ、該均等な開口は、第２の空気ダクトへのパッセージを形成する。第２の空気ダクトもまた、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在し、該第２の空気ダクトを介して、稼働時において空気はエアスリットを通って引き込まれる。

先行技術の装置において空気がスリットを通って引き込まれる際、スリットにわたって圧力低下がしばしば発生する。即ち、空気が引き込まれる点に近いスリットのかかる部分は、空気が引き込まれる点から離れた点と比べてより高い空気流に直面する。本発明では、第１の空気ダクトは、第２の空気ダクトにおける圧力に平滑作用を有する。即ち、第２の空気ダクトにおける圧力は、より均一にされる。結果として、スリットを通る空気のより均一な流れが与えられ、温度のより優れた制御が可能となる。

望ましい実施例では、第１のダクトは、ブリッジ要素の長さに沿って見られる、第１の空気ダクトの対向する側部において排気管を備えられる。両側における空気の引込みは、空気圧に対して更なる平滑作用を有する。

望ましい実施例では、第２の空気ダクトは、第１の空気ダクトを少なくとも部分的に包み（ｅｎｃａｓｅ）、第１の空気ダクトは、２つの対向する表面を備えられる。該表面の各々は、ブリッジ要素の長さに沿って均等に分布される開口を備えられ、第２の空気ダクトにおいて上方向及び下方向の空気流を与える。かかる上方向及び下方向の空気流は、第２の空気ダクトにおける空気流の冷却効率を向上させる。

本発明のこれらの及び更なる態様は、添付の図面を参照して例証としてより詳細に説明される。

本発明はこれより、本発明の望ましい実施例が図示される添付の図面を参照して更に説明される。しかしながら本発明は、複数の異なる形式において実現され得、本願中に記載される実施例に制限されるものとして解釈されるべきではない。むしろかかる実施例は、本願が徹底的且つ完全であるよう与えられ、また当業者に本発明の範囲を完全に伝えるものである。同様の参照符号は、一貫して同様の要素を示す。

図１は、ｘ−ｙ移動機械（ｘ−ｙ ｍｏｖｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）１の概略図である。該機械は、２つの垂直な方向ｘ及びｙにおいてテーブルＢにわたって部分Ａを動かすようブリッジ要素２を有する。かかる機械は、いずれの種類の精密機械類でもあり得る。工作機械及び多軸機械類は、高精密工学の発展に即した高水準の精度を求める。製造における高精度は、機械の構成要素のエラーを正確に測定及び算出することが可能な場合にのみ、達成され得る。移動部分Ａは、ブリッジ要素に沿って動く。測定が行われる精度、又は製造される対象は、ブリッジ要素２において部分Ａが動く正確性に依存する。

個別の機械の「個別機械不良」はしばしば、レーザ測定ツールを（しばしば）有して測定され、それを記憶する。続いて、状態を同一に維持するようあらゆる努力がなされるため、「個別機械不良」は同じ状態のままである。これは、温度及び湿度等の状態の大変優れた制御、確立された「個別機械不良」の偏差を可能な限り低減するよう、Ｚｅｒｏｄｕｒ（登録商標）及びｉｎｖａｒ（登録商標）等であるしばしば（大変）高価な材料の使用を求める。

状態が可能な限りよく制御されることを確実にする多種の技術は、既知である。最も重要な状態は、温度及び湿度の状態である。かかるパラメータの優れた正確な制御は、優れた精度を確実にするよう求められる。

ブリッジ要素の内部では、（可動要素を動かす）全ての種類の移動部分、及び例えば可動要素の部分を始動させるあるいは制御する電子装置の存在は、温度に影響を与える。ブリッジ（又はＸモジュール）におけるエアスリット及び真空ダクトを与えることが既知であり、それらを介して、ブリッジ内部においてアンダープレッシャーが与えられ得る。アンダープレッシャーの存在は、ブリッジ要素の外側からブリッジ要素へと空気を引き込み、ブリッジ要素内部の温度及び可能であれば湿度に冷却及び安定化作用を有する。ブリッジ要素２は、エアスリットを備えられる。ブリッジ要素２の内部では、アンダープレッシャーが作られ、スリットＳを通る内向きの空気流を生成する。

図２は、ブリッジ要素２におけるアンダープレッシャーを作る空気をポンプする排気管Ｅを有するブリッジ要素をより詳細に示す。

しかしながら、空気がスリットＳを通って引き込まれる際、スリットにわたって圧力低下がしばしば発生する。即ち、空気が引き込まれる排気点Ｅに近いスリットＳのかかる部分は、空気が引き込まれる点から離れた点と比べてより高い空気流に直面する。空気流の安定化作用は、したがって、均一ではなく、温度の不均一性に繋がり得る。

図３は、本発明に従った機器に対するブリッジ要素を断面において示す。ブリッジ要素は、第１の内側ダクト２１を有し、ダクト２１に対して排気管Ｅが接続される。ブリッジ要素はまた、第２のダクト２２を有し、ダクト２２を介して、空気はスリットＳを通って引き込まれる。第１のダクトは、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に均等に分布される開口２１ａ及び２１ｂを有する。単純な実施例では、かかる開口の列のうちの１つのみが与えられ得る。かかる開口は、第１のダクト２１と第２のダクト２２との間に空気流接続を形成する。均等に分布された開口の存在により、第２のダクトにおける圧力は、より均一にされる。

望ましくは、第１のダクト２１は、図３中に示される通り、第１のダクトの２つの対向する表面において開口を有する。望ましくは、第２のダクトは、第１のダクトを少なくとも部分的に含み、上方向及び下方向の空気流が作られる。これは、圧力の均一性及び温度の安定性を高める。望ましくは、第１の空気ダクトは、空気を上方向に流すよう上方向に延在する部分２１ｃを有し、また望ましくは、空気を下方向に流すよう下方向に延在する部分２１ｄを有する。

図４は、図２中に示されるブリッジ要素の斜視内側図である。

図５は、同一のブリッジ要素の斜視外側図である。図５中に示されるのは、望ましい実施例、即ち排気管（Ｅ１，Ｅ２）がブリッジ要素の両端部において与えられる実施例である。これは、圧力の均一性を向上させる。

本発明を要約すると次の通りに説明され得る：
精密機器は、可動要素の機構部分に対して垂直に配置されるブリッジ要素（２）において動く、可動部材（Ａ）を有する。ブリッジ要素は、エアスリット（Ｓ）及び排気管（Ｅ）を有する。ブリッジ要素（２）は、第１の空気ダクト（２１）を有する。第１の空気ダクトは、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在し、開口（２１ａ，２１ｂ）を備えられる。開口（２１ａ，２１ｂ）は、ブリッジ要素の長さに沿って均等に分布され、第２の空気ダクト（２２）に対する空気流パッセージを形成する。第２の空気ダクトもまた、ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在する。第２のダクトを介して、稼働時において空気はエアスリット（Ｓ）を通って引き込まれる。

効果は、圧力及びスリットを介する空気流のより均等な分布である。

本発明の構成内で多種の変形が可能である、ことは明らかである。本発明が本願中に特に図示及び説明されてきたものによって制限されない、ことは当業者によって十分に理解される。本発明は、全ての新しい特徴的な特性及び全ての特徴的な特性の組合せに属する。請求項中の参照符号は、保護範囲を制限するものではない。「有する」という動詞及びその変化形の使用は、請求項中に記載される要素以外の要素の存在を除外しない。単数形で示される要素は、かかる要素の複数の存在を除外しない。

例えば、第１のダクトにおいて１つ又はそれより多い列の開口があり得る。開口の列は、単一のスリットの形状であり得る。

本例ではｘ−ｙ移動機械である、精密機器の概略図である。 かかる機器の一部分をより詳細に図示する。 本発明に従った機器の詳細の断面図である。 本発明に従った機器のブリッジ要素の斜視内側図である。 本発明に従った機器のブリッジ要素の斜視外側図である。

Claims (5)

1. 可動部材を有する精密機器であって、前記可動部材は、可動要素の機構部分に対して垂直に配置されるブリッジ要素において動き、前記ブリッジ要素は、エアスリットと排気管とを有し、
   前記ブリッジ要素は、前記ブリッジ要素の長さに沿って実質的に延在する、第１の空気ダクトを有し、前記第１の空気ダクトは、前記ブリッジ要素の長さに沿って均等に分布される開口を備えられ、前記均等に分布される開口は、前記ブリッジ要素の前記長さに沿って実質的に延在する第２の空気ダクトに対して空気流パッセージを形成し、前記第２の空気ダクトを介して、稼働時に空気は前記エアスリットを介して引き込まれる、
   精密機器。
2. 前記第１のダクトは、前記ブリッジ要素の前記長さに沿って見られる、前記第１の空気ダクトの両側において排気管を備えられる、
   請求項１記載の精密機器。
3. 前記第２の空気ダクトは、前記第１の空気ダクトを少なくとも部分的に包み、前記第１の空気ダクトは、２つの対向する表面を備えられ、前記２つの対向する表面の各々は、前記ブリッジ要素の前記長さに沿って均等に分布される開口を備えられ、前記第２の空気ダクトにおいて上方向及び下方向の空気流を与える、
   請求項１記載の精密機器。
4. 前記第１のダクトは、上方向に延在する部分を有する、
   請求項１記載の精密機器。
5. 前記第１のダクトは、下方向に延在する部分を有する、
   請求項１記載の精密機器。

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