JP6760720B2

JP6760720B2 - Ｘｙテーブル装置

Info

Publication number: JP6760720B2
Application number: JP2015149876A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　俊徳; 俊徳佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: JP2017032009A

Description

本発明は、２軸方向（互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向）に移動するＸＹテーブル装置に関する。

１軸方向に高精度に移動可能とする直線案内装置として、基台上に１軸方向に直交する方向に離間して１軸方向に延在して配置され、可動体を支持・案内する一対の静圧空気軸受と、これら一対の静圧空気軸受の近傍に配置され、非接触状態で可動体を基台に向けて吸引する吸引力発生部と、可動体を１軸方向に駆動する駆動部と、を備えた静圧空気軸受直線案内装置が知られている（例えば、特許文献１）。ここで、静圧空気軸受は、可動体の１軸方向に直交する水平方向を支持する水平方向空気軸受と、可動体を上下方向に浮上支持する上下方向空気軸受を備えている。

この特許文献１の装置を２段重ねした構成にすると、２軸方向（互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向）に移動可能なＸＹテーブル装置を得ることができる。
このＸＹテーブル装置は、上軸であるＹ軸方向に互いに離間しながら下軸のＸ軸方向に延在して基台上に配置された一対のＸ軸方向案内部と、これら一対のＸ軸方向案内部によりＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸テーブルと、Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動部と、互いにＸ軸方向に離間しながらＹ軸方向に延在してＸ軸テーブル上に配置された一対のＹ軸方向案内部と、これら一対のＹ軸方向案内部によりＹ軸方向に移動可能に支持されたＸＹステージと、ＸＹステージをＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動部と、を備えている。ここで、一対のＸ軸方向案内部は、互いにＹ軸方向に離間してＸ軸テーブルを気体によって支持・案内する空気軸受部と、互いにＹ軸方向に離間して非接触状態でＸ軸テーブルを前記基台に向けて吸引する吸引力発生部と、を備え、一対のＹ軸方向案内部も、互いにＸ軸方向に離間してＸＹステージを気体によって支持・案内する空気軸受部と、互いにＸ軸方向に離間して非接触状態でＸＹステージを前記Ｘ軸テーブルに向けて吸引する吸引力発生部と、を備えている。

特許第４２７０１９２号公報

ところで、上記構成のＸＹテーブル装置は、ＸＹステージのＹ軸方向のストロークが、一対のＸ軸方向案内部を構成している空気軸受部のＹ軸方向の距離より長い場合に、Ｙ軸方向の一端側、あるいは他端側への移動によりＸＹステージに重心変動が発生する。このように、ＸＹステージに重心変動が発生すると、一対のＸ軸空気軸受部のヨーイング剛性が低くなり、振動が発生するおそれがある。
このように、ＸＹステージのＹ軸方向への移動によって一対のＸ軸方向案内部が振動すると、ＸＹステージを高精度に２軸方向に移動することができず、半導体の製造・検査装置などの精密機械として使用することができない。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、一対のＸ軸空気軸受部のヨーイング剛性を高めてＸＹステージを高精度に２軸方向に移動させ、半導体の製造・検査装置などの精密機械として使用することができるＸＹテーブル装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、一の実施態様に係るＸＹテーブル装置は、基台と、基台上に、互いにＹ軸方向に平行に離間しながらＸ軸方向に延在して配置された一対のＸ軸方向案内部と、一対のＸ軸方向案内部によりＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸テーブルと、Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動部と、Ｘ軸テーブル上に、互いにＸ軸方向に平行に離間しながらＹ軸方向に延在して配置された一対のＹ軸方向案内部と、一対のＹ軸方向案内部によりＹ軸方向に移動可能に支持されたＸＹステージと、ＸＹステージをＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動部と、を備え、一対のＸ軸方向案内部は、前記基台に対して前記Ｘ軸テーブルを気体によって上下方向に浮上支持する互いにＹ軸方向に平行に離間して設けられている一対の上下方向空気軸受と、非接触状態でＸ軸テーブルを前記基台に向けて吸引する吸引力発生部と、Ｘ軸テーブルのＸ軸方向に直交する水平方向を気体によって支持・案内する一対の水平方向空気軸受と、を備えており、Ｙ軸方向の一方側に配置されている一対の水平方向空気軸受のＹ軸方向の外側と、Ｙ軸方向の他方側に配置されている一対の水平方向空気軸受のＹ軸方向の外側とがＹ軸方向に離間している距離が、ＸＹステージがＹ軸方向に移動するストローク以上に設定されているとともに、基台から上方に突設して互いにＹ軸方向に離間してＸ軸方向に延在して配置された一対のガイドレールと、これらガイドレールのＹ軸方向外側のレール側面に所定間隔をあけて対向するＸ軸テーブルに形成した一対の対向部とを備え、一対の水平方向空気軸受は、Ｙ軸方向外側のレール側面と一対の対向部との間に設けられている。

本発明に係るＸＹテーブル装置によれば、Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に移動可能に支持している一対の上下方向空気軸受がＹ軸方向に離間している距離を、ＸＹステージがＹ軸方向に移動するストローク以上に設定しているので、ＸＹステージがＹ軸方向の一端、あるいは他端側に移動しても重心変動が発生せず、一対のＸ軸方向案内部のヨーイング剛性が高くなる。したがって、本発明に係るＸＹテーブル装置は、一対のＸ軸方向案内部のヨーイング剛性が高くなることで、ＸＹステージを高精度に２軸方向に移動させることができ、半導体の製造・検査装置などの精密機械として提供することができる。

本発明に係る第１実施形態のＸＹテーブル装置を平面視で示した図である。本発明に係る第１実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図である。本発明に係る第１実施形態のＸＹテーブル装置をＹ軸方向から見た図である。本発明に係る第１実施形態のＸＹテーブル装置を構成する吸引力発生部を示す図である。本発明に係る第２実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図である。本発明に係る第３実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る第１〜第３実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１〜第３実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態のＸＹテーブル装置］
図１から図４は、本発明に係る第１実施形態のＸＹテーブル装置を示しており、これらの図においてＸ軸方向は水平面内の方向であり、Ｙ軸方向は水平面内においてＸ軸方向に直交する方向であり、Ｚ軸方向は水平面に直交する上下方向である。
図１は、第１実施形態のＸＹテーブル装置を平面視で示した図、図２は、第１実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図、図３は、第１実施形態のＸＹテーブル装置をＹ軸方向から見た図、図４は、第１実施形態のＸＹテーブル装置の要部を示す図である。

図１及び図２に示すように、第１実施形態のＸＹテーブル装置は、基台１と、基台１上に配置した第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂと、基台１上をＸ軸方向に移動するＸ軸テーブル３と、Ｘ軸テーブル３をＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動部４と、Ｘ軸テーブル３上に配置した第１Ｙ軸方向案内部５Ａ及び第２Ｙ軸方向案内部５Ｂと、Ｘ軸テーブル３上をＹ軸方向に移動するＸＹステージ６と、ＸＹステージ６をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動部７と、を備えている。ここで、Ｘ軸駆動部４及びＹ軸駆動部７は、リニアモータである。

第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂは、図２に示すように、互いにＹ軸方向に平行に離間しながらＸ軸方向に延在して基台１上のＹ軸方向の両端側に配置されており、これら第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂに、Ｘ軸テーブル３がＸ軸方向に移動可能に支持されている。
第１Ｙ軸方向案内部５Ａ及び第２Ｙ軸方向案内部５Ｂは、図３に示すように、互いにＸ軸方向に平行に離間しながらＹ軸方向に延在してＸ軸テーブル３上に配置されており、これら第１Ｙ軸方向案内部５Ａ及び第２Ｙ軸方向案内部５Ｂに、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動可能に支持されている。

次に、Ｘ軸テーブル３をＸ軸方向に移動可能に支持する第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂについて説明する。
第１Ｘ軸方向案内部２Ａは、図２の右側に示すように、上下方向空気軸受８と、一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂと、吸引力発生部１０と、を備えている。
第１Ｘ軸方向案内部２Ａを設けている基台１の上面に、Ｘ軸方向に延在する断面角形状のガイドレール１１が固定されている。
また、第１Ｘ軸方向案内部２Ａを設けているＸ軸テーブル３の下面に固定した案内固定板３ａに、ガイドレール１１を挟むように、ガイドレール１１の各側面に所定隙間を開けて対向する対向面を持った対向部１２、１３がそれぞれ突設されている。

これら対向部１２、１３のガイドレール１１の側面に対向する面に、ガイドレール１１の側面に向けて水平に空気を吹き出す空気穴が設けられることで、ガイドレール１１の側面と対向部１２、１３との間に、Ｘ軸テーブル３の水平方向を支持する一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂが形成されている。
また、Ｘ軸テーブル３の下面に配置した対向部１２、１３のうちＹ軸方向の外側の対向部１２の下面に、下方に向けて空気を吹き出す空気穴が設けられることで、対向部１２の下面と基台１の上面との間に上下方向空気軸受８が形成されている。

吸引力発生部１０は、図４に示すように、基台１の上面に、固定ボルト１４で固定されてガイドレール１１と平行にＸ軸方向に延びる強磁性体からなる吸引レール１５と、Ｘ軸テーブル３（案内固定板３ａ）の下面に固定ボルト１６により着脱自在に固定されている磁石保持部１７と、この磁石保持部１７の下面に埋設され、吸引レール１５の上面に対して所定間隙を開けてあけて対向している永久磁石１８とを備えている。
また、図２の左側に配置されている第２Ｘ軸方向案内部２Ｂは、第１Ｘ軸方向案内部２Ａに対してＹ軸方向に対称な位置に、前述したガイドレール１１、対向部１２、１３、上下方向空気軸受８と、一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂ及び吸引力発生部１０を設けた構造としている。

次に、ＸＹステージ６をＹ軸方向に移動可能に支持する第１Ｙ軸方向案内部５Ａ及び第２Ｙ軸方向案内部５Ｂについて説明する。
第１Ｙ軸方向案内部５Ａは、図３の左側に示すように、上下方向空気軸受２０と、一対の水平方向空気軸受２１ａ，２１ｂと、吸引力発生部２２と、を備えている。
第１Ｙ軸方向案内部５Ａを設けているＸ軸テーブル３の上面に、Ｙ軸方向に延在する断面角形状のガイドレール２３が固定されている。
また、第１Ｙ軸方向案内部５Ａを設けているＸＹステージ６の下面に、ガイドレール２３を挟むように、ガイドレール２３の各側面に所定隙間を開けて対向する対向面を持った対向部２４、２５がそれぞれ突設されている。

これら対向部２４、２５のガイドレール２３の側面に対向する面に、ガイドレール２３の側面に向けて水平に空気を吹き出す空気穴が設けられることで、ガイドレール２３の側面と対向部２４、２５との間に、ＸＹステージ６の水平方向を支持する一対の水平方向空気軸受２１ａ，２１ｂが形成されている。
また、ＸＹステージ６の下面に配置した対向部２４、２５のうちＸ軸方向の外側の対向部２４の下面に、下方に向けて空気を吹き出す空気穴が設けられることで、対向部１３の下面とＸ軸テーブル３の上面との間に上下方向空気軸受２０が形成されている。

また、吸引力発生部２２は、Ｘ軸テーブル３の上面に、固定ボルト２６で固定されてガイドレール２３と平行にＸ軸方向に延びる強磁性体からなる吸引レール２７と、ＸＹステージ６の下面に固定ボルト２８により着脱自在に固定されている磁石保持部２９と、この磁石保持部２９の下面に埋設され、吸引レール２７の上面に対して所定間隙を開けてあけて対向している永久磁石３０とを備えている。
また、図３の右側に配置され、第１Ｙ軸方向案内部５ＡとともにＸＹステージ６をＸ軸方向に移動可能に支持している第２Ｙ軸方向案内部５Ｂは、ＸＹステージ６の下面に対向部３１が突設され、対向部３１の下面に、下方に向けて空気を吹き出す空気穴が設けられることで、対向部３１の下面とＸ軸テーブル３の上面との間に上下方向空気軸受３２が形成されている。また、上下方向空気軸受３２に対してＸ軸方向の外側に、第１Ｙ軸方向案内部５Ａと同一構造の吸引力発生部２２が配置されている。

ここで、第１実施形態のＸＹテーブル装置は、図２に示すように、第１Ｘ軸方向案内部２Ａの上下方向空気軸受８と、第１Ｘ軸方向案内部２Ａの上下方向空気軸受８とがＹ軸方向に離間している距離をＬ１とし、第１Ｘ軸方向案内部２ＡのＹ軸方向の外側の水平方向空気軸受９ａと、第２Ｘ軸方向案内部２ＢのＹ軸方向の外側の水平方向空気軸受９ａとがＹ軸方向に離間している距離をＬ２とし、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークをＬ３とすると、
Ｌ１＞Ｌ３ ……… （１）
Ｌ２＞Ｌ３ ……… （２）
の関係に設定されている。

次に、上記構成の第１実施形態のＸＹテーブル装置の動作及び効果について説明する。
第１実施形態のＸＹテーブル装置は、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの上下方向空気軸受８及び吸引力発生部１０によって、Ｘ軸テーブル３が基台１に対して上下方向に浮上支持され、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの水平方向空気軸受９ａ，９ｂによって水平方向の支持がなされる。そして、Ｘ軸駆動部４の駆動によってＸ軸テーブル３及びＸＹステージ６がＸ軸方向に直線移動し、Ｙ軸駆動部７の駆動によってＸＹステージ６がＹ軸方向に直線移動する。

第１実施形態のＸＹテーブル装置によれば、第１Ｘ軸方向案内部２Ａの上下方向空気軸受８と、第２Ｘ軸方向案内部２Ｂの上下方向空気軸受８とがＹ軸方向に離間している距離Ｌ１が、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３より大きく設定されているので（Ｌ１＞Ｌ３）、Ｙ軸方向に移動する際のＸＹステージ６には重心変動が発生しない。このように、Ｙ軸方向に移動するＸＹステージ６に重心変動が発生しないことから、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂのヨーイング剛性を高めることができ、ＸＹステージ６を高精度にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることが可能となり、第１実施形態のＸＹテーブル装置を、半導体の製造・検査装置などの精密機械として好適な機械とすることができる。

また、第１実施形態のＸＹテーブル装置は、第１Ｘ軸方向案内部２ＡのＹ軸方向の外側の水平方向空気軸受９ａと、第２Ｘ軸方向案内部２ＢのＹ軸方向の外側の水平方向空気軸受９ａとがＹ軸方向に離間している距離Ｌ２も、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３より大きく設定されているので（Ｌ２＞Ｌ３）、軸方向に移動するＸＹステージ６に重心変動が発生せず、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂのヨーイング剛性をさらに高めることができる。
ここで、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの一対の上下方向空気軸受８がＹ軸方向に離間している距離Ｌ１が、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離であれば（Ｌ１≧＞Ｌ３）、Ｙ軸方向に移動する際のＸＹステージ６には重心変動が発生しにくい。また、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２ＢのＹ軸方向の外側の一対の水平方向空気軸受９ａがＹ軸方向に離間している距離Ｌ２も、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離であれば（Ｌ２≧Ｌ３）、Ｙ軸方向に移動する際のＸＹステージ６には重心変動が発生しにくい。

また、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの上下方向空気軸受８が、一対の水平方向空気軸受９ａよりもＹ軸方向の外側に配置されることから、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂを構成する一対のガイドレール１１のＹ軸方向の距離が短くなる。一対のガイドレール１１のＹ軸方向の距離が短くなると、温度変化の熱膨張による一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂの軸受すきまの変化が小さくなるので、一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂの軸受性能を安定させることができる。
また、吸引力発生部２２の吸引レール２７を強磁性材から構成することで、小さな面積で吸引力を稼ぎ、且つ軽量化を図ることができる。また、吸引レール２７が、上下方向空気軸受８の外方で平行な方向に延在していることから、吸引レール２７は上下方向空気軸受８に対する外部からのごみ安堵の付着を防止する役割も持つ。
さらに、吸引力発生部２２を構成している磁石保持部２９は、ＸＹステージ６の下面に固定ボルト２８により着脱自在に固定されていることから、ＸＹステージ６に搭載物が搭載した状態で磁石保持部２９の脱着が可能となるとともに、磁石保持部２９に埋設されている永久磁石３０と吸引レール２７との磁気吸引力の微調整を容易に行なうことができる。

［第２実施形態のＸＹテーブル装置］
次に、図５は、本発明に係る第２実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図である。なお、図１から図４で示した第１実施形態のＸＹテーブル装置と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
第２実施形態のＸＹテーブル装置は、第１実施形態のＸＹテーブル装置と比較して第１Ｘ軸方向案内部２Ａが異なる。
すなわち、第２実施形態の第１Ｘ軸方向案内部２Ａは、Ｘ軸テーブル３の下面に設けた案内固定板３ａに対向部１２のみが突設され、この対向部１２にガイドレール１１の一方の側面が対向している。そして、対向部１２のガイドレール１１の側面に対向する面に、ガイドレール１１の側面に向けて水平に空気を吹き出す空気穴が設けられ、Ｘ軸テーブル３の水平方向を支持する水平方向空気軸受９ａが形成されている。

したがって、第２実施形態の第１Ｘ軸方向案内部２Ａは、一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂが形成されている第２Ｘ軸方向案内部２Ｂと比較して、水平方向空気軸受９ａのみが形成されている。
この第２実施形態のＸＹステージ装置は、第１実施形態のＸＹステージ装置と同様に、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの一対の上下方向空気軸受８がＹ軸方向に離間している距離Ｌ１が、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離であり（Ｌ１≧＞Ｌ３）、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２ＢのＹ軸方向の一対の水平方向空気軸受９ａがＹ軸方向に離間している距離Ｌ２も、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離とされている（Ｌ２≧Ｌ３）。これにより、軸方向に移動するＸＹステージ６に重心変動が発生せず、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂのヨーイング剛性を高めて、半導体の製造・検査装置などの精密機械として好適なＸＹテーブル装置を提供することができる。

また、第２実施形態のＸＹステージ装置は、第１実施形態のＸＹステージ装置と比較して、第１Ｘ軸方向案内部２Ａの水平方向空気軸受９ｂが減少している。これにより、温度変化の熱膨張による第１Ｘ軸方向案内部２Ａの水平方向空気軸受９ｂの軸受すきま変化の問題が解消される。第２実施形態と異なり、第１Ｘ軸方向案内部２Ａの水平方向空気軸受９ｂをガイドレール１１の内側に配置すると軸受すきまが無くなり、空気軸受が機能しなくなる。このように、特にリニアモータ可動子が発熱し、軸受側に熱膨張が生じた場合に有効であるため、軸受性能が安定したＸＹステージ装置を提供することができる。

［第３実施形態のＸＹテーブル装置］
さらに、図６は、本発明に係る第３実施形態のＸＹテーブル装置をＸ軸方向から見た図である。なお、この第３実施形態も、図１から図４で示した第１実施形態のＸＹテーブル装置と同一構成部分には同一符号を付して説明は省略する。
第３実施形態のＸＹテーブル装置は、第１実施形態のＸＹテーブル装置と比較して第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂが異なる。
すなわち、第３実施形態の第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂは、Ｘ軸テーブル３の下面に設けた案内固定板３ｂに対向部１２のみが突設され、この対向部１２にガイドレール１１の一方の側面が対向している。そして、対向部１２のガイドレール１１の側面に対向する面に、ガイドレール１１の側面に向けて水平に空気を吹き出す空気穴が設けられ、Ｘ軸テーブル３の水平方向を支持する水平方向空気軸受９ａが形成されている。

したがって、第３実施形態の第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂは、一対の水平方向空気軸受９ａ，９ｂが形成されている第１実施形態と比較して、水平方向空気軸受９ａのみが形成されている。
この第３実施形態のＸＹステージ装置も、第１実施形態のＸＹステージ装置と同様に、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂの一対の上下方向空気軸受８がＹ軸方向に離間している距離Ｌ１が、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離であり（Ｌ１≧＞Ｌ３）、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２ＢのＹ軸方向の一対の水平方向空気軸受９ａがＹ軸方向に離間している距離Ｌ２も、ＸＹステージ６がＹ軸方向に移動するストロークＬ３以上の距離とされている（Ｌ２≧Ｌ３）。これにより、軸方向に移動するＸＹステージ６に重心変動が発生せず、第１及び第２Ｘ軸方向案内部２Ａ，２Ｂのヨーイング剛性を高めて、半導体の製造・検査装置などの精密機械として好適なＸＹテーブル装置を提供することができる。

そして、第３実施形態のＸＹステージ装置は、第１実施形態のＸＹステージ装置と比較して、第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂの水平方向空気軸受９ｂが減少している。これにより、温度変化の熱膨張による第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂの水平方向空気軸受９ｂの軸受すきま変化の問題が解消される。第３実施形態と異なり、第１Ｘ軸方向案内部２Ａ及び第２Ｘ軸方向案内部２Ｂの水平方向空気軸受９ｂをガイドレール１１の内側に配置すると軸受すきまが無くなり、空気軸受が機能しなくなる。このように、特にリニアモータ可動子が発熱し、軸受側に熱膨張が生じた場合に有効であるため、軸受性能が安定したＸＹステージ装置を提供することができる。

１基台
２Ａ第１Ｘ軸方向案内部
２Ｂ第２Ｘ軸方向案内部
３Ｘ軸テーブル
３ａ，３ｂ案内固定板
４Ｘ軸駆動部
５Ａ第１Ｙ軸方向案内部
５Ｂ第２Ｙ軸方向案内部
６ＸＹステージ
７Ｙ軸駆動部
８上下方向空気軸受
９ａ，９ｂ一対の水平方向空気軸受
１０吸引力発生部
１１ガイドレール
３ａ案内固定板
１２，１３対向部
１４固定ボルト
１５吸引レール
１７磁石保持部
１８永久磁石
２０上下方向空気軸受
２１ａ，２１ｂ水平方向空気軸受
２２吸引力発生部
２３ガイドレール
２４、２５対向部
２６固定ボルト
２７吸引レール
２８固定ボルト
２９磁石保持部
３０永久磁石
３１対向部
３２上下方向空気軸受

Claims

基台と、
前記基台上に、互いにＹ軸方向に平行に離間しながらＸ軸方向に延在して配置された一対のＸ軸方向案内部と、
前記一対のＸ軸方向案内部によりＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸テーブルと、
前記Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動部と、
前記Ｘ軸テーブル上に、互いにＸ軸方向に平行に離間しながらＹ軸方向に延在して配置された一対のＹ軸方向案内部と、
前記一対のＹ軸方向案内部によりＹ軸方向に移動可能に支持されたＸＹステージと、
前記ＸＹステージをＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動部と、を備え、
前記一対のＸ軸方向案内部は、前記基台に対して前記Ｘ軸テーブルを気体によって上下方向に浮上支持する互いにＹ軸方向に平行に離間して設けられている一対の上下方向空気軸受と、非接触状態で前記Ｘ軸テーブルを前記基台に向けて吸引する吸引力発生部と、前記Ｘ軸テーブルのＸ軸方向に直交する水平方向を気体によって支持・案内する一対の水平方向空気軸受と、を備えており、
前記一対の上下方向空気軸受がＹ軸方向に離間している距離が、前記ＸＹステージがＹ軸方向に移動するストローク以上に設定されており、
Ｙ軸方向の一方側に配置されている前記一対の水平方向空気軸受のＹ軸方向の外側と、Ｙ軸方向の他方側に配置されている前記一対の水平方向空気軸受のＹ軸方向の外側とがＹ軸方向に離間している距離が、前記ＸＹステージがＹ軸方向に移動するストローク以上に設定されているとともに、
前記基台から上方に突設して互いにＹ軸方向に離間してＸ軸方向に延在して配置された一対のガイドレールと、これらガイドレールのＹ軸方向外側のレール側面に所定間隔をあけて対向する前記Ｘ軸テーブルに形成した一対の対向部とを備え、
前記一対の水平方向空気軸受は、Ｙ軸方向外側の前記レール側面と前記一対の対向部との間に設けられていることを特徴とするＸＹテーブル装置。
前記一対のガイドレールの互いに向かい合う前記レール側面の一方に、所定間隔をあけて対向する位置に、さらにもう一つの対向部を前記Ｘ軸テーブルに形成し、この対向部と前記レール側面の一方との間に、さらにもう一つの水平方向空気軸受を設けたことを特徴とする請求項１記載のＸＹテーブル装置。
前記一対の上下方向空気軸受は、前記水平方向空気軸受に対してＹ軸方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＸＹテーブル装置。
前記一対の上下方向空気軸受は、前記基台に向けて空気を吹き出す空気穴を前記対向部の下面に設けて形成したことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のＸＹテーブル装置。
前記吸引力発生部は、前記基台上に配置され、前記一対のＸ軸方向案内部と平行に延びる強磁性体からなる吸引レールと、前記Ｘ軸テーブルの下面に着脱自在に固定され、前記吸引レールの上面と所定間隙を開けて対向した永久磁石と、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のＸＹテーブル装置。