JP2707364B2 - 静圧軸受装置 - Google Patents
静圧軸受装置Info
- Publication number
- JP2707364B2 JP2707364B2 JP30613490A JP30613490A JP2707364B2 JP 2707364 B2 JP2707364 B2 JP 2707364B2 JP 30613490 A JP30613490 A JP 30613490A JP 30613490 A JP30613490 A JP 30613490A JP 2707364 B2 JP2707364 B2 JP 2707364B2
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- Japan
- Prior art keywords
- guide
- moving body
- magnetic
- yoke
- hydrostatic bearing
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体露光装置用ｘ−ｙステージ、工作機
械、測定機などに用いる流体軸受からなる静圧案内装置
に関するものである。
械、測定機などに用いる流体軸受からなる静圧案内装置
に関するものである。
［従来技術］ 軸受面に加工流体を供給しその静圧力により軸受部材
同士を非接触で支持した流体軸受を用いた高精度の静圧
案内装置が従来から用いられている。
同士を非接触で支持した流体軸受を用いた高精度の静圧
案内装置が従来から用いられている。
このような静圧案内装置において、移動体の軸受面と
案内面とを相互に吸引させる磁気手段により予圧を付与
し装置の高剛性化、高精度化、薄型化を図った静圧案内
軸受が特開昭61−290231号公報に記載されている。ま
た、磁力の調整機構をもたせた静圧案内軸受について
は、本出願人により既に提案されている。これら従来の
静圧案内軸受は、移動体の軸受面側と案内面側の各々に
永久磁石と磁性体または電磁石と磁性体を対向させて固
定した構造であった。
案内面とを相互に吸引させる磁気手段により予圧を付与
し装置の高剛性化、高精度化、薄型化を図った静圧案内
軸受が特開昭61−290231号公報に記載されている。ま
た、磁力の調整機構をもたせた静圧案内軸受について
は、本出願人により既に提案されている。これら従来の
静圧案内軸受は、移動体の軸受面側と案内面側の各々に
永久磁石と磁性体または電磁石と磁性体を対向させて固
定した構造であった。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の技術は、移動体の移
動方向に働く不安定な摩擦力を排除することを目的とし
た通常の静圧案内軸受と同様に、移動体を移動方向に抵
抗なく移動させるものであるため、移動体を移動方向に
保持する場合は、なんらかの保持機構を付与する必要が
あった。したがって、このような保持機構のために、ス
ペース的な制約や構造の複雑化などの問題があった。
動方向に働く不安定な摩擦力を排除することを目的とし
た通常の静圧案内軸受と同様に、移動体を移動方向に抵
抗なく移動させるものであるため、移動体を移動方向に
保持する場合は、なんらかの保持機構を付与する必要が
あった。したがって、このような保持機構のために、ス
ペース的な制約や構造の複雑化などの問題があった。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、新たな機構を付加することなく移動体の保持や制
動ができる静圧案内装置の提供を目的とする。
って、新たな機構を付加することなく移動体の保持や制
動ができる静圧案内装置の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明によれば、軸受面に
予圧を付与するための磁力手段を備えた静圧案内装置に
おいて、ガイドあるいは移動体のいずれか一方に前記磁
力手段を設けるとともに、他方の少なくとも該磁力手段
が作用する部分を構成する磁性体として鋳鋼材料を用い
る。本発明の好ましい実施例において、前記磁力手段
は、永久磁石とヨークからなり、前記移動体の側に設け
られる。そして、該ヨークおよび永久磁石の一方を前記
ガイドの案内面に対向して配置する。特に永久磁石を前
記ガイドの案内面に対向して配置する場合、前記磁力手
段は、極性を交互に逆にして隣接配置した複数の永久磁
石およびこれらを磁気的に結合するヨークにより構成す
ることができる。前記磁力手段および静圧軸受は前記移
動体の複数箇所に設けられる。
予圧を付与するための磁力手段を備えた静圧案内装置に
おいて、ガイドあるいは移動体のいずれか一方に前記磁
力手段を設けるとともに、他方の少なくとも該磁力手段
が作用する部分を構成する磁性体として鋳鋼材料を用い
る。本発明の好ましい実施例において、前記磁力手段
は、永久磁石とヨークからなり、前記移動体の側に設け
られる。そして、該ヨークおよび永久磁石の一方を前記
ガイドの案内面に対向して配置する。特に永久磁石を前
記ガイドの案内面に対向して配置する場合、前記磁力手
段は、極性を交互に逆にして隣接配置した複数の永久磁
石およびこれらを磁気的に結合するヨークにより構成す
ることができる。前記磁力手段および静圧軸受は前記移
動体の複数箇所に設けられる。
［作用］ 上記構成によれば、磁力手段と該磁力手段が作用する
部分と間に吸引力が働き、軸受け面に予圧を付与するこ
とができる。また、この磁力手段作用部分を磁気ヒステ
リシスが大きな鋳鋼により構成したため、ガイドと移動
体とが相対的に移動しようとすると、鋳鋼の磁気ヒステ
リシスによって前記相対的な移動に抗する力が発生す
る。すなわち、上記構成によれば、他の機構を付与する
ことなく、移動体を移動方向に保持する力を作用させる
ことができる。
部分と間に吸引力が働き、軸受け面に予圧を付与するこ
とができる。また、この磁力手段作用部分を磁気ヒステ
リシスが大きな鋳鋼により構成したため、ガイドと移動
体とが相対的に移動しようとすると、鋳鋼の磁気ヒステ
リシスによって前記相対的な移動に抗する力が発生す
る。すなわち、上記構成によれば、他の機構を付与する
ことなく、移動体を移動方向に保持する力を作用させる
ことができる。
［実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例の構成図であり、
（ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図のｘ−ｘ矢視図
であり移動体の底面を示す図である。第２図は第１図中
Ａ部の拡大図であり、（ａ）図は移動体静止時のガイド
部の磁束密度分布を示し、（ｂ）図は移動体移動時のガ
イド部の磁束密度分布を示す図である。
（ａ）図は側面図、（ｂ）図は（ａ）図のｘ−ｘ矢視図
であり移動体の底面を示す図である。第２図は第１図中
Ａ部の拡大図であり、（ａ）図は移動体静止時のガイド
部の磁束密度分布を示し、（ｂ）図は移動体移動時のガ
イド部の磁束密度分布を示す図である。
１は非磁性体からなる移動体（テーブル）、２は静圧
軸受、３は永久磁石、４はヨークである。非磁性体から
なるテーブル１には永久磁石３およびヨーク４が取り付
けられる。８は例えば鋳鋼などの磁気ヒステリシス特性
の大きい磁性体からなるガイドである。ガイド８は上面
を案内面とする定盤である。永久磁石３およびヨーク４
により移動体１とガイド８とを相互に吸引するための磁
力手段が構成される。矢印Ｂは磁界の方向を示す。
軸受、３は永久磁石、４はヨークである。非磁性体から
なるテーブル１には永久磁石３およびヨーク４が取り付
けられる。８は例えば鋳鋼などの磁気ヒステリシス特性
の大きい磁性体からなるガイドである。ガイド８は上面
を案内面とする定盤である。永久磁石３およびヨーク４
により移動体１とガイド８とを相互に吸引するための磁
力手段が構成される。矢印Ｂは磁界の方向を示す。
上記構成において静圧軸受２に加圧流体を給気するこ
とにより、テーブル１はガイド８の案内面に対し浮上し
上下方向に非接触で支持される。
とにより、テーブル１はガイド８の案内面に対し浮上し
上下方向に非接触で支持される。
磁石による予圧は、Ｎ極あるいはＳ極に磁化されたヨ
ーク４の端面に対向するガイド部がその反対の極に磁化
されることによりヨーク４とガイド８の吸引力として作
用する。
ーク４の端面に対向するガイド部がその反対の極に磁化
されることによりヨーク４とガイド８の吸引力として作
用する。
移動体静止時のヨーク４の端面に対向するガイド部の
磁束密度分布は、第２図（ａ）に示すようにヨーク４の
中心線Z0に対し対称となり、磁化されたヨーク４とガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶベクトルは矢印９の方向と
なり、その方向に予圧となる吸引力が作用する。
磁束密度分布は、第２図（ａ）に示すようにヨーク４の
中心線Z0に対し対称となり、磁化されたヨーク４とガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶベクトルは矢印９の方向と
なり、その方向に予圧となる吸引力が作用する。
この状態から移動体を矢印11（第２図（ｂ））の方向
に移動させるとヨーク４の端面に対向するガイド部の磁
束密度分布は、ガイド８の磁気ヒステリシス特性の影響
を受け第２図（ｂ）に示すようにヨーク４の中心線Z0に
対し非対称でヨーク４の移動前方側に比べ移動後方側の
磁束密度の方が大きくなり、磁化されたヨーク４とガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶ吸引力のベクトルは矢印10
の方向を向き、予圧力だけでなく移動体を矢印11の反対
方向に引き戻そうとする力の成分が作用する。すなわ
ち、ガイド８の磁束密度分布の対称性が崩れるとそれを
対称に戻そうとする力がヨーク４を介して移動体に働
き、移動体移動時の若干の抵抗力、静止時の保持力とし
て作用する。この力は移動体を磁束密度分布が対称にな
る位置に戻すまで一定方向に作用する。
に移動させるとヨーク４の端面に対向するガイド部の磁
束密度分布は、ガイド８の磁気ヒステリシス特性の影響
を受け第２図（ｂ）に示すようにヨーク４の中心線Z0に
対し非対称でヨーク４の移動前方側に比べ移動後方側の
磁束密度の方が大きくなり、磁化されたヨーク４とガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶ吸引力のベクトルは矢印10
の方向を向き、予圧力だけでなく移動体を矢印11の反対
方向に引き戻そうとする力の成分が作用する。すなわ
ち、ガイド８の磁束密度分布の対称性が崩れるとそれを
対称に戻そうとする力がヨーク４を介して移動体に働
き、移動体移動時の若干の抵抗力、静止時の保持力とし
て作用する。この力は移動体を磁束密度分布が対称にな
る位置に戻すまで一定方向に作用する。
したがって、ガイド８を鋳鋼などの磁気ヒステリシス
特性の大きい材料で構成することにより、特別なブレー
キ機構を付与することなく、静圧軸受に予圧を加えるた
めの磁力手段により移動体を移動方向に保持することが
可能となる。
特性の大きい材料で構成することにより、特別なブレー
キ機構を付与することなく、静圧軸受に予圧を加えるた
めの磁力手段により移動体を移動方向に保持することが
可能となる。
第３図は本発明の第２の実施例を示し、（ａ）図は予
圧機構部分の側面図、（ｂ）図は磁石部分の底面図であ
る。本実施例において、第１の実施例と同じ部材には、
同一番号をつけている。この実施例では、移動体に設け
た磁力手段において複数の永久磁石３がガイド８の上面
に対面し、さらに隣接するようにヨーク４で連結してい
る。
圧機構部分の側面図、（ｂ）図は磁石部分の底面図であ
る。本実施例において、第１の実施例と同じ部材には、
同一番号をつけている。この実施例では、移動体に設け
た磁力手段において複数の永久磁石３がガイド８の上面
に対面し、さらに隣接するようにヨーク４で連結してい
る。
同図において、移動体を静止状態から矢印11の方向に
移動させると、ガイド８の磁気ヒステリシス特性の影響
を受け、第１の実施例と同様に磁石３と磁化されたガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶ吸引力のベクトルは矢印10
の方向を向き、さらにＮ極同士、Ｓ極同士を結ぶ反発力
のベクトルが矢印12、13の方向を向く。この反発力は、
磁極の中心同士の距離の短い12の反発力の方が大きい。
移動させると、ガイド８の磁気ヒステリシス特性の影響
を受け、第１の実施例と同様に磁石３と磁化されたガイ
ド８の磁極の中心同士を結ぶ吸引力のベクトルは矢印10
の方向を向き、さらにＮ極同士、Ｓ極同士を結ぶ反発力
のベクトルが矢印12、13の方向を向く。この反発力は、
磁極の中心同士の距離の短い12の反発力の方が大きい。
したがって、移動体を矢印11の方向に引き戻そうとす
る力の成分は、磁石３の枚数を多くするほど大きくな
り、移動体を保持する力が大きくなる。
る力の成分は、磁石３の枚数を多くするほど大きくな
り、移動体を保持する力が大きくなる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、移動体を静
圧軸受により浮上させてガイド上に支持し、永久磁石を
用いた予圧機構により移動体とガイドとを相互に吸引さ
せて予圧を付与し、さらに磁力が作用する部分を磁気ヒ
ステリシスの大きい磁性体である鋳鋼で構成しているた
め、従来の静圧軸受装置の精度、剛性を保ちながら、他
のブレーキ機構などを付与することなく移動体の保持力
の発生を可能にする。
圧軸受により浮上させてガイド上に支持し、永久磁石を
用いた予圧機構により移動体とガイドとを相互に吸引さ
せて予圧を付与し、さらに磁力が作用する部分を磁気ヒ
ステリシスの大きい磁性体である鋳鋼で構成しているた
め、従来の静圧軸受装置の精度、剛性を保ちながら、他
のブレーキ機構などを付与することなく移動体の保持力
の発生を可能にする。
また、位置制御すべき移動体では、微少移動領域では
摩擦抵抗と異なり、方向の変化しない一定力として作用
するため、位置決めに悪影響を与えない。
摩擦抵抗と異なり、方向の変化しない一定力として作用
するため、位置決めに悪影響を与えない。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の側面図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）のｘ−ｘ矢視図、 第２図（ａ）は第１図（ａ）中のＡ部の停止時の磁気特
性を説明するための拡大図、 第２図（ｂ）は第１図（ａ）中のＡ部のテーブル移動時
の磁気特性を説明するための拡大図、 第３図（ａ）は本発明の他の実施例の主要部分の縦断面
図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）の実施例の主要部分の底面
図である。 1:移動体、 2:静圧軸受、 3:永久磁石、 4:ヨーク、 8:ガイド、
性を説明するための拡大図、 第２図（ｂ）は第１図（ａ）中のＡ部のテーブル移動時
の磁気特性を説明するための拡大図、 第３図（ａ）は本発明の他の実施例の主要部分の縦断面
図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）の実施例の主要部分の底面
図である。 1:移動体、 2:静圧軸受、 3:永久磁石、 4:ヨーク、 8:ガイド、
Claims (5)
- 【請求項１】案内面を有するガイドと、該案内面上を移
動する移動体と、該移動体とガイドとの間に設けられた
静圧軸受と、前記移動体およびガイドの一方に設けられ
これらの移動体とガイドとを相互に吸引させる磁力手段
とを備え、前記移動体およびガイドの他方における少な
くとも前記磁力手段が作用する部分を鋳鋼材料で構成し
たことを特徴とする静圧軸受。 - 【請求項２】前記磁力手段は、前記移動体に設けられた
永久磁石およびヨークからなり、該ヨークを前記ガイド
の案内面に対向して配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の静圧軸受装置。 - 【請求項３】前記磁力手段は、前記移動体に設けられた
永久磁石およびヨークからなり、該永久磁石を前記ガイ
ドの案内面に対向して配置したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の静圧軸受装置。 - 【請求項４】前記磁力手段および静圧軸受は前記移動体
の複数箇所に設けられたことを特徴とする特許請求の範
囲第１〜３項のいずれか１つに記載の静圧軸受装置。 - 【請求項５】前記磁力手段は、極性を交互に逆にして隣
接配置した複数の永久磁石およびこれらを磁気的に結合
するヨークからなることを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の静圧軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30613490A JP2707364B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 静圧軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30613490A JP2707364B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 静圧軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04181017A JPH04181017A (ja) | 1992-06-29 |
| JP2707364B2 true JP2707364B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17953466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30613490A Expired - Fee Related JP2707364B2 (ja) | 1990-11-14 | 1990-11-14 | 静圧軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707364B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3832084B2 (ja) * | 1998-04-09 | 2006-10-11 | 日本精工株式会社 | 静圧空気軸受直線案内装置 |
-
1990
- 1990-11-14 JP JP30613490A patent/JP2707364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04181017A (ja) | 1992-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |