JP4794900B2 - 気体制御回転移動装置及び気体制御アクチュエータ - Google Patents
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Description
維持するため、スリーブ移動用気体圧によって、第1可動体322と第2可動体330は軸方向に移動される。
Claims (20)
- 固定部分である本体部と、
多角形軸を有し、前記本体部に対し前記多角形軸の軸方向に垂直な平面内で移動可能なテーブルと、
前記テーブルの前記多角形軸の各辺に対応してそれぞれ設けられるアクチュエータであって、
前記本体部に設けられる案内部と、
駆動気体圧を受ける駆動気体圧面である底面と、前記多角形軸の前記辺に対応する先端面とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記駆動気体圧を受けて前記多角形軸の前記辺に向かう方向に移動可能な可動部と、
を含み、前記多角形軸の前記辺を気体受面として、前記可動部の前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体を導入し、前記伝達気体の層を介して前記多角形軸を非接触で駆動する複数の気体制御アクチュエータと、
前記各気体制御アクチュエータの駆動を協働的に制御し、前記テーブルの前記平面内移動または前記多角形軸の前記軸周りの任意角度の回転の少なくともいずれか1の制御を含むテーブル制御部と、
を備え、さらに、
前記各気体制御アクチュエータに対応してそれぞれ、
前記可動部の先端面と前記気体受面との間の前記隙間に前記伝達気体を供給する伝達気体供給路と、
前記伝達気体の気体圧である伝達気体圧を、前記可動部に対する前記駆動気体圧より大きい気体圧で、かつ、前記可動部の前記先端面の面積に前記伝達気体圧を乗じて得られる負荷力から、前記隙間に供給される前記伝達気体が前記テーブルと前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失を差し引いた実効負荷力が、前記駆動気体圧面の面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力と実質的に同じで前記可動部が押し戻されないように前記駆動力を超えない気体圧に制御する伝達気体圧制御手段と、
を有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 固定部分である本体部と、
多角形軸を有し、前記本体部に対し前記多角形軸の軸方向に垂直な平面内で移動可能なテーブルと、
前記テーブルの前記多角形軸の各辺に対応してそれぞれ設けられるアクチュエータであって、
前記本体部に設けられる案内部と、
駆動気体圧を受ける駆動気体圧面である底面と、前記多角形軸の前記辺に対応する先端面とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記駆動気体圧を受けて前記多角形軸の前記辺に向かう方向に移動可能な可動部と、
を含み、前記多角形軸の前記辺を気体受面として、前記可動部の前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体を導入し、前記伝達気体の層を介して前記多角形軸を非接触で駆動する複数の気体制御アクチュエータと、
前記各気体制御アクチュエータの駆動を協働的に制御し、前記テーブルの前記平面内移動または前記多角形軸の軸周りの任意角度の回転の少なくともいずれか1の制御を含むテーブル制御部と、
前記可動部の前記先端面と前記気体受面との間の前記隙間に前記伝達気体として前記駆動気体圧を有する気体を供給する伝達気体供給路と、
を備え、
前記可動部の前記先端面は、前記可動部の前記駆動気体圧面の面積より広く、かつ、前記先端面の前記広い面積に前記伝達気体の気体圧としての前記駆動気体圧を乗じて得られる負荷力から、前記隙間に供給される前記伝達気体が前記テーブルと前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失を差し引いた実効負荷力が、前記駆動気体圧面の面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力と実質的に同じで前記可動部が押し戻されないように前記駆動力を超えない大きさとなる面積を有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 固定部分である本体部と、
多角形軸を有し、前記本体部に対し前記多角形軸の軸方向に垂直な平面内で移動可能なテーブルと、
前記テーブルの前記多角形軸の各辺に対応してそれぞれ設けられるアクチュエータであって、
前記本体部に設けられる案内部と、
前記多角形軸の前記辺に対応するリング状の先端面と、前記案内部に設けられる供給口から供給されるスリーブ移動用気体圧を有する気体を受けるリング状の底面と、前記リング状の外周部に囲まれた中心穴とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記スリーブ移動用気体圧を受けて前記多角形軸の前記辺に向かう方向に移動可能なスリーブ状の可動部と、
を含み、前記多角形軸の前記辺を気体受面として、前記スリーブ状の可動部の前記中心穴を通って前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体を導入し、前記伝達気体の層を介して前記多角形軸を非接触で駆動する複数の気体制御アクチュエータと、
前記各気体制御アクチュエータの駆動を協働的に制御し、前記テーブルの前記平面内移動または前記多角形軸の軸周りの任意角度の回転の少なくともいずれか1の制御を含むテーブル制御部と、
前記スリーブ状の可動部の前記中心穴に駆動気体圧を有する気体を供給し、前記先端面と前記気体受面との間の前記隙間に前記伝達気体として前記駆動気体圧を有する気体を供給する伝達気体供給路と、
を備え、
前記隙間に供給される前記伝達気体が前記テーブルと前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失が増加しないように、前記隙間を予め定めた所定隙間に維持するように前記スリーブ移動用気体圧を制御するスリーブ用気体圧制御手段を有し、前記中心穴の穴面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力で前記多角形軸を非接触で駆動することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項1または2に記載の気体制御回転移動装置において、
前記伝達気体供給路に設けられる絞りを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項1または2に記載の気体制御回転移動装置において、
前記伝達気体供給路は、
前記伝達気体の供給源を一方側として前記供給源から前記多角形軸の内部を通り対応する前記気体受面に開放する他方側の開口を有する軸側伝達気体供給路、または前記伝達気体の供給源を一方側として前記供給源から前記可動部の内部を通り前記可動部の前記先端面に開放する他方側の開口を有する可動部側伝達気体供給路であることを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項1または2に記載の気体制御回転移動装置において、
前記可動部は、前記案内軸方向に沿って配置される複数の可動体を有し、
前記複数の可動体のうち、
前記駆動気体圧面である前記底面を有する駆動気体圧面側可動体は、先端側に曲面座を有し、
前記駆動気体圧面側可動体の前記先端側に配置される先端可動体は、前記気体受面に向かい合う前記先端面と、底面側に前記曲面座に対応する曲率の曲面である底面曲面とを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項6に記載の気体制御回転移動装置において、前記先端可動体の前記底面曲面の曲率は、前記駆動気体圧面側可動体の前記曲面座の曲率と異なることを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項6に記載の気体制御回転移動装置において、
前記先端可動体は、前記底面曲面と前記曲面座との間の隙間である曲面隙間に供給される曲面支持気体を介して支持されることを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項8に記載の気体制御回転移動装置において、前記曲面隙間には、前記駆動気体圧を有する気体または前記伝達気体圧を有する気体が供給されることを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項8に記載の気体制御回転移動装置において、前記曲面座を有する前記駆動気体圧面側可動体は、その内部にバッファ気体室を有し、前記バッファ気体室は、外部に連通する気体供給口と、前記曲面隙間に連通する曲面支持気体供給路とを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項6に記載の気体制御回転移動装置において、前記曲面座を有する前記駆動気体圧面側可動体は、その内部にバッファ気体室を有し、前記バッファ気体室は、前記駆動気体圧を有する気体または伝達気体圧を有する気体が導かれる気体導入路と、前記可動部の側面と前記案内部の内壁との間の隙間である可動軸受隙間に軸受気体圧を供給する軸受気体供給路とを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項1または2に記載の気体制御回転移動装置において、前記可動部は、前記案内軸方向に沿って配置される複数の可動体を有し、前記複数の可動体のうち、前記先端可動体は、前記先端面が任意の曲率を有する曲面であることを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項3に記載の気体制御回転移動装置において、前記スリーブ状の可動部は、前記案内軸方向に沿って配置され、前記案内軸方向に沿って同じ大きさの前記中心穴を有する複数の可動体を有し、
前記複数の可動体のうち、
前記スリーブ移動用気体圧を受けるリング状の底面を有するリング状底面側可動体は、先端側に曲面座を有し、
前記リング状底面側可動体の前記先端側に配置される先端可動体は、前記気体受面に向かい合う前記先端面と、底面側に前記曲面座に対応する曲率の曲面である底面曲面とを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項3に記載の気体制御回転移動装置において、前記スリーブ用気体圧制御手段は、前記駆動気体圧を調整してスリーブ用気体圧としてスリーブ用気体圧を制御することを特徴とする気体制御回転移動装置。
- 請求項1から3のいずれか1に記載する気体制御回転移動装置において、
前記テーブル制御部は、位置指令または角度指令、速度指令または角速度指令、加速度指令または角加速度指令の中の少なくとも1つの指令について、その指令の上限を制限するリミッタを有することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 請求項1から3のいずれか1に記載の気体制御回転移動装置において、
前記テーブルは、前記多角形軸の上面側に取付けられる上板と、前記多角形軸の下面側に取付けられる下板とを有し、
前記本体部は、
前記テーブルの前記多角形軸を所定の移動隙間で収容する矩形穴を中央部に有し、
前記テーブルの前記上板に向かい合う上面と、前記テーブルの前記下板に向かい合う下面のそれぞれについて、前記矩形穴の周囲に設けられる3重の溝であって、前記矩形穴に近い内周側から外周側に向かって順に、
前記上板及び前記下板と前記本体部との間に気体軸受作用により前記テーブルを支持するための気体を供給する気体軸受用気体供給溝と、
排気装置に接続される排気溝と、
真空装置に接続され、漏れる気体を回収する真空引き溝と、
を有し、前記気体軸受作用により前記テーブルを前記軸方向に垂直な平面内で移動可能に保持することを特徴とする気体制御回転移動装置。 - 移動対象物に対する固定部分である本体部に設けられる案内部と、
駆動気体圧を受ける駆動気体圧面である底面と、前記移動対象物に向かい合う先端面とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記駆動気体圧を受けて前記移動対象物に向かう方向に移動可能な可動部と、
前記可動部の前記先端面に向かい合う前記移動対象物の面を気体受面として、前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体としての気体を導入して供給する伝達気体供給路と、
前記伝達気体の気体圧である伝達気体圧を、前記可動部に対する前記駆動気体圧より大きい気体圧で、かつ、前記可動部の前記先端面の面積に前記伝達気体圧を乗じて得られる負荷力から、前記隙間に供給される前記伝達気体が前記移動対象物と前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失を差し引いた実効負荷力が、前記駆動気体圧面の面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力と実質的に同じで前記可動部が押し戻されないように前記駆動力を超えない気体圧に制御する伝達気体圧制御手段と、
を有し、前記伝達気体の層を介して前記移動対象物を非接触で駆動することを特徴とする気体制御アクチュエータ。 - 移動対象物に対する固定部分である本体部に設けられる案内部と、
駆動気体圧を受ける駆動気体圧面である底面と、前記移動対象物に向かい合う先端面とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記駆動気体圧を受けて前記移動対象物に向かう方向に移動可能な可動部と、
前記可動部の前記先端面に向かい合う前記移動対象物の面を気体受面として、前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体として前記駆動気体圧を有する気体を導入して供給する伝達気体供給路と、
前記可動部の前記先端面は、前記可動部の前記駆動気体圧面の面積より広く、かつ、前記先端面の前記広い面積に前記伝達気体の気体圧としての前記駆動気体圧を乗じて得られる負荷力から、前記隙間に供給される前記伝達気体が前記移動対象物と前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失を差し引いた実効負荷力が、前記駆動気体圧面の面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力と実質的に同じで前記可動部が押し戻されないように前記駆動力を超えない大きさとなる面積を有し、
前記伝達気体の層を介して前記移動対象物を非接触で駆動することを特徴とする気体制御アクチュエータ。 - 移動対象物に対する固定部分である本体部に設けられる案内部と、
前記移動対象物に向かい合うリング状の先端面と、前記案内部に設けられる供給口から供給されるスリーブ移動用気体圧を有する気体を受けるリング状の底面と、前記リング状の外周部に囲まれた中心穴とを有し、前記案内部の軸方向である案内軸方向に沿って案内され、前記スリーブ移動用気体圧を受けて前記移動対象物に向かう方向に移動可能なスリーブ状の可動部と、
前記可動部の前記先端面に向かい合う前記移動対象物の面を気体受面として、前記スリーブ状の可動部の前記中心穴を通って前記先端面と前記気体受面との間の隙間に伝達気体を導入し、前記スリーブ状の可動部の前記中心穴に駆動気体圧を有する気体を供給し、前記先端面と前記気体受面との間の前記隙間に前記伝達気体として前記駆動気体圧を有する気体を供給する伝達気体供給路と、
を備え、
前記隙間に供給される前記伝達気体が前記移動対象物と前記先端面との間の押付力によって外部に向かって流出することによる駆動力損失が増加しないように、前記隙間を予め定めた所定隙間に維持するように前記スリーブ移動用気体圧を制御するスリーブ用気体圧制御手段を有し、前記中心穴の穴面積に前記駆動気体圧を乗じて得られる駆動力で前記移動対象物を多角形軸を非接触で駆動することを特徴とする気体制御アクチュエータ。 - 請求項17または18に記載の気体制御アクチュエータにおいて、
前記可動部は、前記案内軸方向に沿って配置される複数の可動体を有し、
前記複数の可動体のうち、
前記駆動気体圧面である前記底面を有する駆動気体圧面側可動体は、先端側に曲面座を有し、
前記駆動気体圧面側可動体の前記先端側に配置される先端可動体は、前記気体受面に向かい合う前記先端面と、底面側に前記曲面座に対応する曲率の曲面である底面曲面とを有することを特徴とする気体制御アクチュエータ。
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